يُعرَّف معامل انتقال الحرارة بقسمة الفيض الحراري عند الجدار على فرق حرارة. وفرق الحرارة في المقام يُختار ولا يُقاس — وحين يتغير الاختيار يتغير h بينما لا تتغير الفيزياء.
ثلاثة اختيارات شائعة
حرارة التيار الحر. وهي الطبيعية في الجريان الخارجي: حرارة الجريان غير المضطرب بعيداً عن الجسم.
حرارة الخلط (bulk). وهي الصحيحة للجريان الداخلي: الحرارة المتوسطة الموزونة بالكتلة عند ذلك المقطع. وهي الاختيار القياسي للأنابيب والمجاري، وتتغير على امتداد المحور.
حرارة الخلية المجاورة. وهي ما تستخدمه الحلّالات أحياناً افتراضياً. وتتوقف على الشبكة: غيّروا حجم الخلية يتغير h. وبهذه الصورة لا يصلح لمقارنة مواد أو تصاميم.
لماذا يهم
إن قال تقرير «h = 45 واط/م²ك» من دون ذكر المرجع، لم يكن ذلك الرقم قابلاً للمقارنة بدراسة أخرى. ففي المسألة نفسها قد تعطي التعريفات الثلاثة قيماً تتفاوت بمضاعف — خصوصاً في منطقة المدخل وبعد الانفصال.
موضعي أم متوسط
وهذا مصدر الالتباس الثاني. فقيمة h المتوسطة على السطح تخفي النقطة الساخنة. وتحت نفث مرتطم تكون h الموضعية في المركز أضعاف المتوسط. فإن كان معيار القبول هو النقطة الساخنة، نقل العملُ بقيمة h متوسطة النتيجةَ إلى الجانب غير الآمن لا الآمن.
النتيجة العملية
حلّ المائع بدل تقديم h مُدخَلاً يزيل هذا الالتباس بعينه. انظروا ملاحظة انتقال الحرارة المقترن.
وإذا دخل h في تقرير، لزمه ثلاثة أمور: تعريف الحرارة المرجعية، وهل القيمة موضعية أم متوسطة، وعلى أي سطح أُخذ المتوسط.
المراجع
- Shah, R. K. & Sekulić, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9780470172605
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4