soojusvahetuskoefitsiendi

Soojusvahetuskoefitsient, sageli tähistatud h, kirjeldab soojusvoogu kahe keskkonna vahel ühe pindala kohta temperatuurierinevuse korral. See on peamiselt konvektsiooni tulemus: Q = h A ΔT, kus Q on soojusvoog, A pindala ja ΔT temperatuuride erinevus. Ühik on W/(m^2·K). Koefitsient hõlmab nii soojusvahetust ühe keskkonna pinna suhtes kui ka kontekstuaalseid tegureid, nagu keskkonna temperatuur ja pindade kontakt.

Soojusvahetuskoefitsiendi suurus sõltub mitmest tegurist. Olulised on aine omadused (termiline juhtivus k, viskoossus μ, tihedus ρ ja soojusmaht Cp), Prandtl number Pr ning voolu režiim (laminaarne või turbulentne), samuti geomeetria ja pinnakihi roughness. Seetõttu kasutatakse sageli empirilisi korrelatsioone või eksperimente koefitsiendi määramiseks. Näiteid korrelatsioonidest on Dittus–Boelter ja Gnielinski erinevatele juhtudele ning Sieder–Tate keerukamate vedelike puhul. Üldiselt on h suuruslikult suurem vedelikes või gaasides, kus konvektsioon on aktiivne, ning see võib oluliselt erineda sõltuvalt voolukiirusest ja süsteemi geomeetriast.

Soojusvahetuskoefitsiendi mõistet kasutatakse tihti koos üldkoefitsiendiga U, mis ühendab kaks keskkonda ja arvestab nii mõlema poole h-d kui ka vahelist pindala. Q = U A ΔT_lm kirjeldab soojusvahetust soojusvahetites, kliimaseadmetes ja päikeseküttevõtetes, kus koefitsiendi hindamine on kriitiline efektiivsuse ja energiatõhususe arvutamisel.