对流和辐射计算公式
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。
传热温差计算公式
传热温差计算公式
1.热传导传热温差计算公式：
热传导是指由于物体内部的温度差异而发生的传热现象。
热传导传热温差计算公式如下：
ΔT=Q/(k·A·L)
其中，ΔT为传热温差，Q为传热量，k为物体的热导率，A为传热面积，L为传热距离。
2.对流传热温差计算公式：
对流是指由流体的流动而引起的传热现象，常用公式如下：
ΔT=Q/(h·A)
其中，ΔT为传热温差，Q为传热量，h为对流换热系数，A为传热面积。
3.辐射传热温差计算公式：
辐射是指由于物体的热辐射而引起的传热现象。
辐射传热温差计算公式如下：
ΔT=(Σε·A·σ·T^4-Σε·A·σ·T^4)/(ε·A·σ)
其中，ΔT为传热温差，Σε为发射率乘以表面积的总和，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，T为物体的温度，ε为物体的发射率。
需要注意的是，传热温差的计算公式可能会根据具体的传热方式以及实际情况进行修正。
例如，在对流传热中，对流换热系数h的计算可能需要考虑流体的传热特性以及流动方式。
传热温差是传热计算中一个重要的参数，它的大小直接影响传热量的大小。
传热温差越大，传热量也越大。
因此，准确计算传热温差对于正确估计传热过程中的热量交换是非常重要的。
需要说明的是，以上仅是常见的传热温差计算公式，实际应用中可能还会有其他因素进行修正和考虑。
具体的计算公式应根据实际情况和具体问题进行选择。
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/)(m W t t q w w -=δλ多层∑∑=+=+-=-=ni in n i i in R t t t t q 1,11111λλδ第三类边界条件：传热问题2112111h h t t q n i 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 n l t t t t r r n lw w w w πλπλ-=-=Φ多层：∑=++-=Φn i ii i n w w r r n l t t 111,1121 λπ第三类边界条件：1211112121ln 2121+=+++-=∑n n i i if f l r h ri r r h t t q 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 ：n Nu 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tf 2）外掠平板临界Re=5×105；管内临界Re=104 3）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 lnt 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。
空气散热计算公式
空气散热计算公式空气散热是指通过空气传递热量，以降低物体的温度。
在实际应用中，我们常常需要计算空气散热的量，以确定适当的散热方式和散热设备。
本文将介绍一些常见的空气散热计算公式。
一、传热功率传热功率指的是单位时间内传递给或从物体中流动的热量，通常用单位时间内传热量的绝对值表示，单位为瓦特（W）。
对于空气散热，传热功率可以通过以下公式计算：Q=h*A*ΔT其中，Q表示传热功率，h表示传热系数，A表示热交换面积，ΔT表示物体温度与环境温度之间的温差。
传热系数h是一个物质特性，取决于流体的性质、流动方式、流速等因素。
对于空气散热而言，传热系数一般需要通过实验测定或参考经验值。
热交换面积A是指热量传递的表面积。
对于平板形式的热交换器，热交换面积等于散热片的表面积。
温差ΔT是指物体温度与环境温度之间的差值。
在实际计算中，可以使用摄氏度或开尔文温标进行表示。
二、对流传热在空气散热中，传热主要是通过对流传热实现的。
对流传热是由于流体动力学引起的热量传递，可以通过以下公式计算：Q=h*A*ΔT其中，Q表示传热功率，h表示对流传热系数，A表示传热面积，ΔT 表示物体温度与环境温度之间的温差。
对流传热系数h是一个关于流动速度、气体性质和传热面积的函数。
对于自然对流（即无外力作用的对流），传热系数一般较低；而对于强制对流（即外力作用下的对流），传热系数一般较高。
传热面积A是传热的表面积，可以视具体情况选择合适的计算方法。
温差ΔT是物体温度与环境温度之间的差值，可以使用摄氏度或开尔文温标进行表示。
三、辐射传热辐射传热是指通过电磁辐射（主要是红外辐射）进行的热量传递。
辐射传热是一个复杂的过程，一般需要通过辐射传热系数来描述。
辐射传热可以通过以下公式计算：Q=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)其中，Q表示传热功率，ε表示辐射率，σ表示史蒂芬-波尔兹曼常数，A表示辐射传热面积，T1和T2分别表示物体表面温度和环境温度。
辐射率ε是一个描述物体辐射特性的参数，取决于物体表面材料、几何形状和表面状况等因素。
自然散热情况下辐射和对流哪个占主导作用
根据斯蒂芬波尔兹曼公式，定义一个热辐射传热系数（类似于对流传热系数）：假设辐射率=0.8 ，Ts比Ta高1℃。
则辐射传热系数与环境温度的关系如下：典型的环境温度为50℃时，辐射系数为6 W/m2-K 。
针对机箱内一个水平放置PCB来讲，其自然对流传热方程如下：（此公式从何而来？）假设环境温度已知，为50℃（323K），PCB辐射率为0.95.那么自然对流和辐射传热的系数分别计算如下：从图中可以看出，在温差<20℃（K）时，辐射传热系数大于自然对流系数。
温差超过20℃时，两种传热系数几乎相等。
所以在温差较小时，辐射传热一定不能被忽略。
当然，实际情况千差万别，但这个简单的例子可以帮助建立一些基本的概念。
Don't underestimate radiation in electronic coolingFebruary 1, 2001 Bruce GueninCalculation Corner, Design, Number 1, Volume 7Heat Transfer Coefficient, Stephan-Boltzmann Constant, Thermal Radiationdon’t underestimate radiation in elec tronics coolingBruce M. Guenin, Ph.D., Associate Editor, Amkor Technology, Inc.It is easy to underestimate the role of thermal radiation as a significant contributor to electronics cooling in environments without forced air flow. By its very nature it is invisible. The propertreatment of it can be intimidating due to the complicated nature of thephenomenon in environments in which localized hot regions are in the view of other localized hot regions.However, it is possible to get a basic understanding of radiation without even worrying about such complications as view factors.The first thing to do is to respond to the basic engineering urge tolinearize anything possible. Hence, Equation 1 is a recasting of the familiar Stephan-Boltzman equation, dividing it by the temperature difference between a surface (assumed isothermal) and the facing surface(assumed to be at the air temperature). The result is a heat transfer coefficient, which represents the effect of radiation at a given temperature.The numerical factor is the Stephan-Boltzmann constant and is the emissivity. The emissivity is inthe range 0.8 – 0.9 for dielectrics and 0.1 – 0.2 for commercial metals. The temperatures are expressed in absolute temperature Kelvin units.Figure 1. Temperature dependence.Even though we have linearized the S-B equation, the resultant heat transfer coefficient is still highlytemperature-dependent. In fact, it is proportional to the third power of the absolute temperature. Figure 1 illustrates this temperature dependence, where we have assumed an emissivity of 0.8 and atemperature difference between the surface and the air of 1°C.The lower x axis indicates absolute temperature.The upper x axis indicates degrees centigrade in therange of interest to electronics cooling. At a typical ambient temperature range, say around 50°C, h RAD is approximately 6 W/m2-K.It is useful to compare the radiation heat transfer coefficient to the heat transfer coefficient applicableto a horizontal printed circuit board in a large enclosure. This expression represents an average for heat transfer from the top and bottom surfaces of the board [1].The following graph, Figure 2, compares the magnitude of the radiation and natural convection heat transfer coefficients as a function of the temperature difference between the surface and airtemperature, where the air temperature is assumed to be 50°C.Figure 2. Magnitude of radiation and natural convection heat transfer coefficients.One sees that the h RAD is actually greater than h NC up to a temperature difference of about 25°C. For temperature differences exceeding this, they are nearly equal.In more realistic situations, the details of radiation heat transfer can be very complicated. The relativeheat transfer by radiation and natural convection can differ significantly from that demonstrated in this comparatively simple example. However, the fact remains that radiation heat transfer is significant inmany natural convection cooling situations and must not be overlooked.Reference1 B. S. Lall, B. M. Guenin, R. C. Marrs, and R. J. Molnar, “Parametric FEA Thermal Model forQFP Packages,” Proceedings, SEMI-THERM XII Conference, March, 1996, pp. 105-110.。
热量传递的三种基本方式导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
一. 大空间自然对流换热的实验关联式 工程中广泛使用的是下面的关联式：
l / d 60
层流
湍流
二. 横掠管束换热实验关联式
• 外掠管束在换热器 中最为常见。 • 通常管子有叉排和 顺排两种排列方式。 顺叉排换热的比较： 叉排换热强、阻力 损失大并难于清洗。 影响管束换热的因 Pr 素除 Re 、 数外，还 有：叉排或顺排； 管间距；管束排数 等。
后排管受前排管尾流的扰动作用对平均表面传热系数的影 响直到10排以上的管子才能消失。 这种情况下，先给出不考虑排数影响的关联式，再采用管 束排数的因素作为修正系数。 气体横掠10排以上管束的实验关联式为
(5) 流体的热物理性质：
3 密度 [kg m ] 热导率 [ W (m C) ] 2 比热容 c [J (kg C) ] 动力粘度 [ N s m ] 运动粘度 [m 2 s] 体胀系数 [1 K ]
1 v 1 v T p T p
Nu c Re n Nu c Re n Pr m Nu c(Gr Pr)n
式中，c、n、m 等需由实验数据确定，通常由图解法和 最小二乘法确定
④常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的 物理意义
⑤模化试验应遵循的准则数方程 强制对流:
Nu f (Re, Pr)； Nu x f ( x ' , Re, Pr)
导热热阻：平壁，圆筒壁
q
t w1 t w 2 t w1 t w 2
t r t R
t
t w1
dt
dx
Φ
A
Q
0
tw2
R A
r
热量损失计算公式物理解释
热量损失计算公式物理解释热量损失是指物体在与外界环境接触时，由于温度差异而导致的热量流失。
热量损失的计算对于建筑物的保温设计、工业生产过程中的能量消耗等都具有重要意义。
在物理学中，热量损失可以通过热传导、对流和辐射等方式发生，而热量损失的计算公式可以通过这些热传导方式的物理原理来解释。
热传导是物体内部分子间的热量传递过程，当物体与外界环境温度存在差异时，热传导会导致热量从高温区向低温区传递，从而导致热量损失。
热传导的计算公式可以通过热传导方程来表示，即热传导率乘以温度差异除以物体的厚度。
这个公式的物理意义是描述了热传导过程中热量损失的速率，热传导率越大、温度差异越大、物体厚度越小，热量损失也就越大。
对流是指物体表面与流体（空气或液体）之间的热量传递过程，当流体与物体表面温度存在差异时，对流会导致热量从物体表面向流体传递，从而导致热量损失。
对流的计算公式可以通过牛顿冷却定律来表示，即对流换热系数乘以温度差异。
这个公式的物理意义是描述了对流过程中热量损失的速率，对流换热系数越大、温度差异越大，热量损失也就越大。
辐射是指物体表面向外界环境发射或吸收电磁波的过程，当物体表面温度高于外界环境时，辐射会导致物体向外界环境发射热量，从而导致热量损失。
辐射的计算公式可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来表示，即辐射率乘以温度的四次方。
这个公式的物理意义是描述了辐射过程中热量损失的速率，辐射率越大、温度的四次方越大，热量损失也就越大。
综合以上三种热传导方式，热量损失的总计算公式可以表示为：Q = U A (T1 T2)。
其中，Q表示热量损失，U表示总的传热系数，A表示传热面积，T1表示内部温度，T2表示外部温度。
这个公式的物理意义是描述了物体与外界环境之间热量损失的速率，传热系数、传热面积、温度差异都会影响热量损失的大小。
在建筑保温设计中，热量损失的计算公式可以帮助工程师评估建筑物保温效果，选择合适的保温材料和保温结构。
化工原理 传热 习题课公式
ln A 1
d1
二、对流给热 1.对流传热基本方程式---------牛顿冷却定律 t t t T TW tW t
Q At
1 A
R
T、t 平均温度
2.与对流传热有关的准数
l Nu
努塞尔数
lu Re
雷诺数
cp
对平壁或薄圆壁：
1 1 1 R1 R2 K 1 2
4、热量衡算式
热流体：无相变时 ，Q = ms1cp1( T1-T2 ) 有相变时， Q = ms1[r1+cp1( T1-T2 )] 冷流体：无相变时 ，Q = ms2cp2( t2-t1 ) 有相变时， Q = ms2[r2+cp2(t2-t1 )] 根据不同的情况计算传热量，如
2
3
1/ 3
Re 0.4 M
r g 0.725 dt
2
3
1/ 4
三、热辐射
斯蒂芬-波尔茨曼定律（四次方定律）
E0 T
4
斯蒂芬 波尔兹曼常数: 5.67 10 8W / m2 K 4
黑体发射系数：C0 5.67W / m 2 K 4
Pr
gtl 3 2 Gr 2
格拉斯霍夫数
普朗特数
3.流体在圆形直管中作强制对流
（1）强制湍流时：
对气体或低粘度的液体：
Nu 0.023Re Pr
0.8
b=
b
或
du 0.8 cp b 0.023 ( ) ( ) d
=0.4被加热 =0.3被冷却
对粘度高或温差较大的液体：
du 0.8 c p 0.33 0.14 0.027 ( ) ( ) ( ) d w
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1.热对流
热对流：是指由于流体的宏观运动使物体不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。
特点：只能发生在流体中；必然伴随有微观粒子热运动产生的导热。
对流换热：流体与固体表面之间的热量传递。
对流换热公式如下：
()F t t Q f w -=α
式中，Q 为对流换热量，单位为W ；
w t 、f t 为壁面和流体的平均温度，单位为℃；
F 为对流换热面积，单位为m 2；
α为对流换热系数，单位为C m W ︒⋅2/。
2.热辐射
辐射：是指物体受到某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。
热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能的现象。
辐射换热：当物体之间存在温差时，以热辐射的方式进行能量交换的结果使高温物体失去热量，低温物体获得热量，这种热量传递称为辐射换热。
两物体辐射换热的公式如下：
44121100100n T T Q C F ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦
式中，n C 为辐射系数；
1T 、2T 为两物体的温度；
1F 为辐射体的辐射表面积。
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