Lämpösiirtokerroin

Lämpösiirtokerroin (h) kuvaa lämpövirran tiiviyden q'' per pinta-ala, kun lämpötilan ero ΔT eri puolien välillä vallitsee. Se määrittelee, kuinka tehokkaasti lämpö siirtyy kahden rajapinnan välissä. Yksikkö on W/(m^2 K). Lämpösiirtokerroin ei ole yksittäinen ominaisuus pelkästään materiaalille, vaan se koostuu kaikista prosesseista rajan yli: konvektionista, johtumisesta ja säteilystä. Usein q'' = h ΔT, tai q = h A ΔT käyttämällä kokonaislämpövirtaa q ja pinta-alaa A.

Lämpösiirtokerroin voidaan koostaa konvektiivisesta osuudesta sekä säteilyosuudesta; kokonaisarvo h on näiden summia tai yhdistelmää riippuen tilanteesta. h riippuu muun muassa nesteen tai ilman virtausnopeudesta, nesteen ja pinnan termisistä ominaisuuksista (lämpöjohtavuus, viskositeetti, tiheys), lämpötilavaijeristä, sekä pinnan ominaisuuksista kuten karheudesta ja kuuluvuudesta. Käytännössä h arvioidaan kokeellisesti tai korrelaatioilla, kuten Nusselt-luvun avulla, joka yhdistää konvektion lämpöjohtavuuteen ja karakteristiseen pituuteen.

Sovelluksissa lämpösiirtokerrointa käytetään rakennusten lämmönvuotojen ja -saannin arviointiin sekä lämpövaihtimien suunnitteluun. Rakennuksissa kokonaislämpövastus ja U-arvo liittyvät toisiinsa siten, että U-arvo on käänteinen summa yksittäisten kerrosten vastuksista, joihin sisältyvät konvektiiviset vastukset sekä mahdolliset säteily- ja johtumisvastukset.

Typillisiä arvoja: sisäinen konvektio 5–15 W/m^2K, ulkoinen konvektio 25–100 W/m^2K, säteilyosuus voi olla 5–25 W/m^2K. Kokonaislämpösiirtokerroin rakennuksissa ja laitteissa vaihtelee suuresti riippuen tilasta ja virtausolosuhteista, mutta yleinen vaihtelu on noin 10–50 W/m^2K.