+1(915)295-3666 kuns913@gmail.com 中文 EN

Коэффициент теплопередачи и уравнение теплопередачи Q=K·A·ΔTm

13.08.2026 111 просмотров ~10 мин чтения Технические знания
Суммарная теплопередающая способность теплообменника выражается Q = K·A·ΔTm: K — коэффициент теплопередачи, A — площадь, ΔTm — среднелогарифмическая разность температур. K складывается из последовательного соединения конвективных термических сопротивлений с обеих сторон и сопротивления стенки; рост K или A увеличивает теплопередачу, но с разной стоимостью.

I. «Главное уравнение» проектирования теплообменника

Как ни сложен теплообменник, стационарную теплопередачу можно записать как:

Q = K · A · ΔTm

K — общий коэффициент теплопередачи (Вт/м²·К), A — площадь теплопередачи, а ΔTm — средняя разность температур (обычно среднелогарифмическая, далее). Это уравнение — «смета» подбора: чтобы передать заданное тепло Q, нужно либо увеличить K, либо обеспечить A, либо поднять разность температур.

II. K — сумма обратных величин послойных сопротивлений

Тепло от горячего теплоносителя к холодному проходит последовательно: конвекция горячей стороны → теплопроводность стенки → конвекция холодной стороны. Общее термическое сопротивление складывается:

1/K = 1/h_гор + δ/λ + 1/h_хол (+ сопротивление загрязнений)
  • Теплообмен «воздух-воздух»: Оба h малы, доминирует 1/h; повышение скорости и возмущение потока наиболее эффективны;
  • Теплообмен «воздух-вода»: h со стороны воздуха намного меньше водяной, поэтому оптимизация почти целиком на стороне воздуха;
  • Долго работающее оборудование: Сопротивление загрязнений постепенно растёт и позже становится главным фактором.

III. Поднять K или добавить A?

СпособПреимуществоЦена
Поднять K (ускорить, возмутить поток)Компактное оборудование, малая площадьРост перепада давления и мощности вентилятора
Добавить A (большие пластины)Малая потребность в разности температур, малый перепадДороже и занимает больше места

Реальное проектирование — комбинация: сначала каналами поднять K до разумного уровня, затем A добрать недостающее тепло. Слепое наращивание площади даёт громоздкое дорогое оборудование; слепое ускорение заставляет счета за электричество вентиляторов съедать выигрыш от энергосбережения.

IV. Быстрая проверка

Для любой схемы теплообмена спросите сначала: каков K? какова A? какова ΔTm? равно ли их произведение нужному Q? Если нет — схема завышена. Разложите K на три сопротивления, и сразу понятно, какая сторона — узкое место.


Связанные материалы

Ключевые слова: overall heat transfer coefficient heat transfer equation series thermal resistance K value heat transfer area heat exchanger design
Поделиться: Twitter/X
← Предыдущая
Лучистый теплообмен...
Следующая →
Среднелогарифмическая разность темпе...