Heat Transfer Coefficient क्या है?

Heat transfer coefficient किसी surface या boundary के across होने वाले heat transfer की rate को define करता है। यह बताता है कि कितना heat per unit area, per unit temperature difference पर transfer हो रहा है।

Heat transfer coefficient के तीन मुख्य प्रकार होते हैं:

• 1. Convective Heat Transfer Coefficient (h)
• 2. Conductive Heat Transfer Coefficient (k)
• 3. Overall Heat Transfer Coefficient (U)

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🔹 1. Convective Heat Transfer Coefficient (h)

यह coefficient fluid और solid के बीच heat transfer को represent करता है।

Formula:

q = h × A × ΔT

Units:

W/m²·K or kcal/m²·hr·°C

Depends on:

• Fluid velocity (laminar/turbulent)
• Fluid properties: viscosity, thermal conductivity
• Surface orientation and condition

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🔹 2. Conductive Heat Transfer (k)

यह material के अंदर heat conduction को define करता है। Fourier’s Law के अनुसार:

Formula:

q = -k × A × (dT/dx)

Units:

W/m·K

Higher value of k → better conductor (e.g., copper)

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🔹 3. Overall Heat Transfer Coefficient (U)

जब दो fluids के बीच एक wall हो और दोनों side पर convection हो रहा हो, तब use होता है।

Overall Heat Transfer Equation:

q = U × A × ΔT_lm

U को calculate करने का formula:

1/U = 1/h_hot + δ/k + 1/h_cold

जहां:

• h_hot = hot fluid side convective coefficient
• δ = wall thickness
• k = wall thermal conductivity
• h_cold = cold fluid side convective coefficient

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🔹 Example Calculation

Suppose:

• h_hot = 1000 W/m²·K
• h_cold = 500 W/m²·K
• Wall thickness = 0.005 m
• Thermal conductivity of wall (k) = 50 W/m·K

1/U = 1/1000 + 0.005/50 + 1/500 = 0.001 + 0.0001 + 0.002 = 0.0031

⇒ U = 1 / 0.0031 ≈ 322.58 W/m²·K

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🔹 Typical h Values for Reference

System	h (W/m²·K)
Air, natural convection	5–25
Water, forced convection	300–10,000
Condensation (steam)	5,000–25,000
Boiling water	2,000–100,000

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🔹 निष्कर्ष (Conclusion)

Heat transfer coefficients किसी भी thermal system के design में एक fundamental role निभाते हैं। Convective, conductive और overall U-value की सही understanding के बिना heat exchanger, reactors या thermal equipment का design accurate नहीं हो सकता।