Isı taşınım katsayısı, duvardaki ısı akısını bir sıcaklık farkına bölerek tanımlanır. Bölen olan sıcaklık farkı seçilir, ölçülmez — ve seçim değiştiğinde h değişir, fizik değişmez.
Yaygın üç seçim
Serbest akış sıcaklığı. Dış akışta doğaldır: cismin uzağındaki bozulmamış akış sıcaklığı.
Karışım (bulk) sıcaklığı. İç akışta doğrudur: o kesitteki kütle debisiyle ağırlıklı ortalama sıcaklık. Boru ve kanal problemlerinde standart seçim budur ve eksen boyunca değişir.
Bitişik hücre sıcaklığı. Çözücülerin bazen varsayılan olarak kullandığı seçim. Ağa bağlıdır: hücre boyunu değiştirin, h değişsin. Bu haliyle bir malzeme ya da tasarım karşılaştırmasında kullanılamaz.
Neden önemli
Bir raporda "h = 45 W/m²K" yazıyorsa ve referans belirtilmemişse, o sayı başka bir çalışmayla karşılaştırılamaz. Aynı problemde üç tanım, birbirinden kat farklı üç değer verebilir — özellikle giriş bölgesinde ve ayrılma sonrasında.
Yerel mi ortalama mı
İkinci belirsizlik kaynağı budur. Yüzey ortalaması h, sıcak noktayı gizler. Çarpan jet altında merkezdeki yerel h, ortalamanın birkaç katıdır. Kabul kriteri sıcak noktaysa ortalama h ile çalışmak sonucu güvenli tarafa değil, güvensiz tarafa kaydırır.
Pratik sonuç
h'yi bir girdi olarak vermek yerine akışkanı çözmek, tam olarak bu belirsizliği ortadan kaldırır. Bkz. eşlenik ısı transferi notu.
h'yi rapora yazacaksanız üç şey birlikte yazılmalı: referans sıcaklığın tanımı, yerel mi ortalama mı olduğu ve hangi yüzey üzerinde ortalandığı.
Kaynaklar
- 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