河南理工大学传热学公式总结
传热效率计算公式
传热效率计算公式传热效率是指在传热过程中所消耗的能量与所传递的能量之间的比值。
计算传热效率的公式可以通过不同传热方式来确定。
下面将分别介绍对流传热、辐射传热和传导传热的传热效率计算公式。
一、对流传热的传热效率计算公式：对流传热是指通过传热介质（如气体或液体）进行传热的方式。
对流传热效率通常由Nu数（Nusselt数）来表示，可以通过以下公式进行计算：Nu=h*L/λ其中，Nu为Nusselt数，h为对流传热系数（W/(m^2·K)），L为待传热表面的特征长度（m），λ为传热介质的导热系数（W/(m·K)）。
传热效率η可以通过Nusselt数（Nu）和表面积比（A^*）来计算，公式如下：η=Nu*A^*/A其中，A^*为受热表面积，A为总表面积。
二、辐射传热的传热效率计算公式：辐射传热是指通过电磁波辐射进行传热的方式。
辐射传热效率可以通过以下公式计算：η=q/(σ*A*(T1^4-T2^4))其中，q为辐射传热速率（W），σ为斯特藩-玻尔兹曼常数（5.67×10^(-8)W/(m^2·K^4)），A为辐射表面积（m^2），T1和T2为被辐射表面和周围环境的温度（K）。
三、传导传热的传热效率计算公式：传导传热是指通过物质内部原子、分子之间的振动或传递方式进行传热的方式。
传导传热效率可以通过以下公式计算：η=(T1-T2)/(T1-T∞)其中，T1为热源温度（K），T2为待传热物体的温度（K），T∞为周围环境温度（K）。
综上所述，传热效率的计算公式取决于传热方式的不同。
通过对流传热、辐射传热和传导传热的计算公式的运用，可以有效地评估和分析传热系统的传热效率。
传热学计算总结
《传热学》计算题总结一、 题型导热换热、对流换热、辐射换热、换热器 二、 公式小结1、 平壁稳态导热 第一类边界条件： 1） 单层：xt t t t w w w δ121--=221/)(mW t t q w w -=δλ多层∑∑=+=+-=-=n i in n i iin R t t t t q 1,11111λλδ第三类边界条件：传热问题2112111h h tt q ni i f f ++-=∑=λδ单位W/m 22、 圆筒壁稳态导热 第一类边界条件 单层：121121r r n r r nt t t t w w w =--()12212112212r r nlt t t t r r nl w w w w πλπλ-=-=Φ多层：∑=++-=Φni ii in w w r r nlt t 111,1121λπ第三类边界条件：1211112121ln2121+=+++-=∑n ni i if f l r h rir r h t tq ππλπ单位：W/m3、 对流换热 牛顿冷却公式：[]W )(f w t t hA Φ-=吸放热热量（热对流）：tvc t t mc p f f p ∆=-=Φρ)(21 平板对流换热表面换热系数h管内对流换热表面换热系数h ：nNu Pr Re023.08.0=（紊流，流体被加热n=0.4,流体被冷却 n=0.3）对流换热解题步骤1）定性温度→查物性，下标f 由t f 确定，下标w 由t w 确定； 2）由Re 判断流态；3）据Re 选择准则关联式计算Nu f ； 4）计算h 。
注意：1）外掠平板定性温度tm=1/2(tw+tf);管内定性温度tf2）外掠平板临界Re=5×105；管内临界Re=1043）换热量据牛顿冷却公式计算。
4、辐射换热斯蒂芬－玻尔兹曼定律（四次方定律）:（黑体）两表面封闭体系的辐射换热量：（实际表面）几种特殊情况的简化式： （a ） X 1-2=1时：（其中一个表面为平面或凸表面）（b ）A 1=A 2 时：（两无限大平壁之间）(c) A 1/A 2≈0 时 （空腔与内包壁）遮热板：111)T T (21214241b 2,1-+-=εεσq5、换热器设计计算传热过程方程式m t kA ∆=Φ；minmax minmax t ln t t t t m ∆∆∆-∆=∆热平衡式)()(22221111t t c M t t c M '-''=''-'=Φ， 其中M 为质量流量kg/s,c 为定压比热，由对应算术平均温度确定。
传热学三大基本公式
传热学三大基本公式Nu = 2+0.6(Re^1/2)(Pr^1/3) 。
F=Q/kK*△tm F 是换热器的有效换热面积。
Q 是总的换热量。
k 是污垢系数一般取0.8-0.9K。
是传热系数。
△tm 是对数平均温差。
传热学三种传热方式可以分开学。
传热学相较于理论力学，工程热力学，流体力学而言还是比较简单的，一般大学生掌握了高等数学完全可以自学的。
学习传热学必须有耐心，了解几种换热方式和常见的几个常数公式（努谢尔特数、格拉晓夫数、伯努利常数，傅里叶常数，而且常常推导下几个常用常数公式间的关系，你会惊奇地发现他们其实不少是远亲的），其实解决传热学问题绝大多数都是在和导热系数较劲，有时候是直接涉及。
扩展资料：在热对流方面，英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时，提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式，不过它并没有揭示出对流换热的机理。
传热学作为学科形成于19世纪。
1804年，法国物理学家毕奥在热传导方面得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。
稍后，法国的傅里叶运用数理方法，更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。
1860年，基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体，论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大，并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等，被后人称为基尔霍夫定律。
传热的三种方式：热的传递是由于物体内部或物体之间的温度差引起的。
若无外功输入，根据热力学第二定律，热量总是自动地从温度高的地方传递至温度较低的地方。
热能的传递有三种基本方式：热传导、热对流、热辐射，下面分别介绍这三种传热方式（一）热传导物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导。
热传导的基本计算公式是傅立叶定律：在单位时间内热传导方式传递的热量与垂直于热流的截面积成正比，与温度梯度成正比，负号表示导热方向与温度梯度方向相反。
其中Q表示热流率，单位为W; dT/dx为温度梯度，单位为°C/m ;A为导热面积，单位为m2；λ为材料的导热系数，又称热导率，单位为W/(m°C) ，也可以为W/(mK) 。
传热学计算公式范文
传热学计算公式范文传热学是物理学的一个分支，研究能量在物体之间的传递过程。
在传热学中，有许多重要的计算公式可以用于解决热传导、对流和辐射等传热现象。
下面将介绍一些常见的传热学计算公式。
热传导是物质内部由高温区向低温区传递热量的过程。
热传导热量的大小与物体的温度差、物体的热导率以及物体的尺寸等因素有关。
下面是一些常用的热传导计算公式：1.热流密度公式:热流密度（q）是单位时间内通过单位面积的热量传递量，可以由下式计算：q = -k * (dT/dx)其中，k是物体的热导率，dT/dx是温度梯度。
2.热传导率（k）：物体的热传导率是描述物质导热能力的物理量，可以用以下公式计算：k=Q*L/(A*ΔT)其中，Q是通过物体的热量，L是物体的长度，A是传热的横截面积，ΔT是温度差。
3.热阻（R）：热阻是描述物质阻碍热传导的程度的物理量，可以用以下公式计算：R=L/(k*A)其中，L是物体的长度，k是物体的热导率，A是传热的横截面积。
对流是物体表面与流体之间的热传递方式，流体通过对流来接触物体表面并将热量带走。
对于对流传热的计算，常用的公式有：1.流体的对流换热公式:流体通过对流来接触物体表面并带走热量，可以由下式计算：q = h * A * (T - Tfluid)其中，h是对流换热系数，A是物体表面积，T是物体表面的温度，Tfluid是流体的温度。
2.对流换热系数（h）：对流换热系数描述了流体的传热能力，它可以由以下公式计算：h=(Nu*k__)/L其中，Nu是Nusselt数，k__是流体的导热系数，L是流体经过的长度。
3. Nusselt数（Nu）：Nusselt数描述了流动体系中传热性能的参数，可以通过以下公式计算：Nu=(h*L)/k__其中，h是对流换热系数，L是流体经过的长度，k__是流体的导热系数。
辐射传热是物体通过辐射来传递能量的过程，对于辐射传热的计算，常用的公式有：1.斯特藩-玻尔兹曼定律:斯特藩-玻尔兹曼定律描述了黑体辐射能量的传递率，可以用下式表示：q=σ*ε*A*(T1^4-T2^4)其中，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，ε是物体的辐射率，A是物体的面积，T1和T2是物体的温度。
传热三大公式
传热三大公式传热是一门涉及力学、热力学和流体力学等多个学科的综合性研究，是热环境中能量的传递过程。
它不仅涉及到温度和能量，而且涉及到力学、流体力学和化学反应等知识。
传热的实际应用广泛，在工业生产、生活环境调控、生物医学技术等领域都有突出作用，传热学也成为科学研究的重要研究课题。
传热学主要关注的是能量传递过程及其产生的热环境的温度分布和能量平衡。
在传热学的研究中，传热三大公式是重要的理论依据。
这三个公式分别是：热传导定律、拉格朗日定理和余弦定理。
热传导定律是传热学中用来描述物体的热传导的基本定律，它表明：热传导是按温差的平方比例发生的，其热导率是物体固有属性，并可用热传导定律来描述。
热传导定律确定了材料在热传导方面的基本特性，为设计热传递设备提供了有效的理论支撑。
拉格朗日定理是热传导的基本定理，是用来表达热量的分布的重要定理。
拉格朗日定理确定了热量在受到热传导作用的情况下，在物体中的分布。
既可以用于物质的内部传热，也可以用于不同物质之间的外部传热。
余弦定理是传热学中描述传热在物质之间的分布规律的重要理论，它表明，热量以温度差和热传导率相关的余弦值分布在传热物质之间。
余弦定理主要用于计算多物质体系中的热梯度分布，也可用于传热设备的设计。
传热学的研究不仅要理解热传导定律、拉格朗日定理、余弦定理等一系列的理论概念，还要理解各种传热方式的特点，并运用工程设计方法，设计出有效的传热结构。
常见传热方式有对流传热、辐射传热和传导传热等。
对流传热是流体（气体或液体）在温度不同的物体之间传递热量的一种方式，是最容易被人类理解和掌握的。
由于流体中存在着微小气泡、涡流、湍流、温度流动等不同热损失，对流传热设计实际应用中要注意局部热损失的影响。
辐射传热是传热的一种，其特点是不需要传输介质，它是指物体之间的热量传递，这种形式的传热通过物体发射的热辐射来实现。
辐射传热的发射率往往比其他传热方式要高得多，其传热速率远大于对流传热和传导传热，但一般只适用于热环境，温度高得多的情况。
计算重点公式传热学
计算重点公式传热学传热学是研究热能在物质之间传递的学科，涵盖了热传导、热对流和热辐射三种传热方式。
在工程和科学领域中，计算传热是非常重要的，可以用来优化和设计各种热能设备和系统。
下面将介绍一些重要的传热计算公式。
1.热传导计算公式热传导是通过分子间的相互作用传递热能的方式。
对于常见的一维热传导问题，可以使用傅里叶热传导定律进行计算：q = -kA(dT/dx)其中，q是单位时间内通过物体的热量流率，k是物质的热导率，A 是传热截面积，dT/dx是温度梯度。
如果传热是在不同的材料之间进行，还需要考虑热传导的界面热阻。
界面热阻的计算公式为：R=1/(hA)其中，R是界面热阻，h是对流传热系数。
2.热对流计算公式热对流是通过流体的对流传递热能的方式。
对于流体中的对流传热，可以使用牛顿冷却定律进行计算：q=hAΔT其中，q是单位时间内通过物体的热量流率，h是对流传热系数，A 是传热表面积，ΔT是流体和物体之间的温度差。
对流传热系数h可以通过实验测量或者经验公式进行估算，常用的计算公式有Nusselt数和普朗特数。
3.热辐射计算公式热辐射是通过物体表面的电磁辐射传递热能的方式。
对于黑体辐射，可以使用斯特藩—玻尔兹曼定律进行计算：q=σAε(T^4)其中，q是单位时间内通过物体的热量流率，σ是斯特藩—玻尔兹曼常数，A是物体的表面积，ε是物体的辐射率，T是物体的温度。
对于非黑体的辐射传热，还需要考虑辐射率和视觉系数等因素。
4.综合传热计算在实际问题中，常常会有多种传热方式同时存在。
此时，需要将不同传热方式的热流量进行累加，得到总的传热量。
根据能量守恒定律，可以得到以下综合传热公式：q_total = q_conduction + q_convection + q_radiation其中，q_total是总的热量流率，q_conduction是热传导的热量流率，q_convection是热对流的热量流率，q_radiation是热辐射的热量流率。
传热学热传导公式
传热学热传导公式
热传导的公式是：ut=ku。
热传导是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中热对流与热传导同时发生。
通常使用傅里叶定律来计算：Q = -kA(dT/dx)，其中，Q为单位时间内通
过某一面积的热量流(单位为瓦特W)、k为物质的热传导系数(单位为瓦特/米·开尔文W/(m·K))、A为热源和热汇之间的接触面积(单位为平方米m²)、dT/dx为温度梯度(单位为开尔文/K)，表示在长度为x的方向上，温度变化的速率。
以上内容仅供参考，建议查阅传热学书籍或咨询专业人士获取更准确的信息。
传热公式
定性温度 定性 准则数
关联式
换热温差
传热量
尺寸
外掠平 板
tm=
t∞
+ 2
tw
管内流 动
t
m
=
t
' f
+
t
" f
2
横掠圆 管
tm=
t∞
+ 2
tw
l
Re = ul γ
Nux
=
hl λ
=
0.332Re1 2
Pr1 3
Δt = tw − t∞ Q = hA(tw − t∞ )
Nu = hl Nu = hl = 0.664Re1 2 Pr1 3
Lambert 定律，Wien 位移定律， Kirchhoff 定律； 3. 两个近似：灰表面，漫射面 4. 发射辐射概念：辐射力，光谱辐射力，定向辐射力，辐射强
度，投射辐射 5. 几个系数：发射率，光谱发射率，定向发射率，
吸收比，光谱吸收比，穿透比，反射比； 6. 其它重要概念：立体角，选择性吸收
Φ
tw1
tw2
δ
t f2，h2
传热过程的剖析
( ) Φ
=
A 1
tf1 −tf2
+δ + 1
h1 λ h2
( ) Φ = kA t f 1 − t f 2 = kAΔt
传热系数，[W m 2K ]
传热方程式
一维稳态传热过程中的热量传递
传热系数：
是指用来表征传热过程强烈程度的指标，不 是物性参数，与过程有关。
(3) 可加性
如图所示，表面2可分为2a和2b两个面，当然 也可以分为n个面，则角系数的可加性为
n
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1，——热传导
)(21t t A Q -=
δλ
212111)
(h h t t A f f +
+-=
Φλδ
导热微分方程：c z
t y t x t a t ρτ·
2
22222)(Φ
+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂
)/(c a ρλ=
肋效率：
＝实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量（ ＝ ）
等截面直肋（肋端绝热） 温度分布： θ=θ0ch(m(x-H))/ch(mH), 肋端：
热量：肋效率：
()()()()
()r o f f f o f
r f f o f r f f o o f
r f
A h t t A h t t A A h t t A A A h t t A A ηηηΦ=-+-+=-+=-+()o o o o f
h A t t η=- o η为肋面总效率
（1）、集总参数法（Biv ＜0.1M,M=1（平板）,1/2（圆柱）,1/3（圆球）)
τρθθVc
hA
e t t t t -∞
∞=--=00 2
22
()()hA hV A cV A V c
h V A a Bi Fo V A λττρλρτλ=⋅=⋅=⋅
1、 平壁稳态导热
第一类边界条件：单层：
x
t t t t w w w δ
1
21--
=；2
21/)(m W t t q w w -=δλ
多层
∑∑=+=+-=
-=
n
i i
n n
i i
i
n R t t t t q 1
,1
111
1λ
λδ
第三类边界条件：传热问题
2
112
111h h t t q n
i i f f ++-=
∑=λδ单位W/m2
2、 圆筒壁稳态导热 第一类边界条件
单层：
12
11
21r r n
r r
n
t t t t w w w =-- ；()12212112212r r n l t t t t r r n l w w w w πλπλ-=-=Φ多层：∑
=++-=Φn i i i i n w w r r n l t t 111,1121 λπ 第三类边界条件：1
211112121
ln 2121+=+++-=
∑n n
i i i f f l r h ri r r h t t q ππλπ单位：W/m
——热对流
λhl
Bi =，固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比
2l a Fo τ
=
，非稳态过程的无量纲时间，表示过程进行的时间深度。
非稳态导热过程中，Fo 越
大，热扰动就越深入地传播到物体内部，物体内各点的温度就越接近环境值。
当量直径=4A/L;)/(c a
ρλ=
x
y x w x y
t t t h ,0,=∞∂∂--
=λ
;
[]
W )(f w t t hA Φ-=。
吸放热热量：t
vc t t mc p f f p ∆=-=Φρ)(21
平板对流换热表面h ：
3
12
1Pr
Re 664.0==
λ
l
h Nu （层流）[]
3
18.0Pr 087Re 037.0⋅-=Nu （紊流）
管内对流换热表面h ：n Nu Pr Re
023.08
.0=（紊流，流体被加热n=0.4,流体被冷却 n=0.3）
Gr 中a=1/T;∞=∆t -t t w ;
)(∞--=t t hA d dt
cV
τρ
3－15 一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传热元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发，一报警系统的熔点为5000C ，)/(210K m W ⋅=λ，3
/7200m kg =ρ，
)/(420K kg J c ⋅=，初始温度为250C 。
问当它突然受到6500C 烟气加热后，为在1min 内发生报
警讯号，导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的表面换热系数为)/(122
K m W ⋅。
解：采用集总参数法： )exp(0τρθθcv hA -=，要使元件报警则C 0500≥τ，)ex p(65025650500τρcv hA -=--，
代入数据得D ＝0.669mm
验证Bi 数：05.0100095.04)
/(3<⨯==
=
-λλ
hD
A V h Bi ，故可采用集总参数法。
——热辐射
（黑体）黑体辐射力:π⨯=b I b E ;普朗克定律:
1)
(5
12-=-T c b e c E λλλ （实际表面）
几种特殊情况的简化式：
（a ） X 1-2=1时：；（b ）A 1=A 2 时：
(c) A 1/A 2≈0 时：
；遮热板：
1
11)T T (212
14241b 2,1-+-=
εεσq
J1=E1+G1;
εεA J E Q b --=
1;
)1/1(--=
εJ E q b
有效辐射：单位时间内离开表面的单位面积上的总辐射能，记为J 投入辐射：单位时间内投射到表面的单位面积上的总辐射能，记为G 表面辐射热阻)/()1(A εε-；空间辐射热阻=)X 1/(A 1,21或)X 1/(A 2,12 饱和大容器沸腾曲线：自然对流-核态沸腾-过度沸腾-稳定膜态沸腾
基尔霍夫定律:热平衡时，任意物体对黑体投入辐射的吸收比等于物体发射率
b
E E αε=
=
9-21、已知：两个面积相等的黑体被置于一绝热的包壳中。
温度分别为1T 与2T ，且相对位置是任意的。
求：画出该辐射换热系统的网络图，并导出绝热包壳表面温度3T 的表达式。
解：如图所示，只考虑两黑体相互可见部分的辐射换热。
则表面1、2、3
组成三表面的换热系统。
由网络图可知：()()133
2
11,322,31/1/b b b b E E E E A X A X --=，
即()()11,31322,332b b b b A X E E A X E E -=-。
12A A =及11,222,1A X A X =，1,22,1
X X ∴=；
又1,21,31X X -=，2,12,31X X -=，1,32,3X X ∴=。
这样上述平衡式转化为：
11,3122,32
12
311,322,3
2b b b b b A X E A X E E E E A X A X ++=
=+，或4441232T T T +=
，即
43T =
——换热器
强化传热最有效的途径:1）增大传热面积A2）增大平均温度差 3）增大传热系数K
传热过程方程式
m
t kA ∆=Φ；
min
max
min
max t ln t t t t m ∆∆∆-∆=
∆热平衡式)()(22221111t t c q t t c q '
-''=''-'=Φ，
其中q 为质量流量kg/s,c 为定压比热，由对应算术平均温度确定。
效能:
大温差换热器中可能发生的最值冷热流体实际温差的大=
-∆∆=
'2
'
1
2
1,max t
t t t ε；NTU=kA/Cmin;（前）结垢后0
1
)(1k k R f -
=
10-21、在一台逆流式水－水换热器中，C t ︒='
5.871，流量为每小时
9000kg ，C t ︒='
322
，流量为
每小时13 500kg ，总传热系数)/(74012
K m
W k ⋅=，传热面积
A=3.75m 2,试确定热水的出口温度。
[]
{}[]
{}409.01)(exp 11)(exp 1623
.03600
/4191900075
.31740)(6694
.04174
135004191
9000)()(/4174/4191,7540m in 2121=------=⨯⨯==
=⨯⨯==
⋅=⋅=︒︒B NTU B B NTU NTU c q k A NTU c q c q B k
k g J c k k g J c C C m m m p p －＝
为：法，逆流换热器的效能由
则可查得：
和别为设冷、热水平均温度分解：εε
有效。
定相差很小，计算结果冷热流体平均温度与设平均温度验算：
＝又
60
.192/20.15)8.645.87(6694.0)()(15
.762/)8.645.87(2/)(8.64)
325.87(409.05.87)(22222
121
11121112
111=∆+'
=︒=-⨯=∆⇒==∆∆=+="
+'=︒=-⨯-='-'-'="⇒'-'"
-'t t t C t B c q c q t t t t t C
t t t t t t t t m m m m εε。