Overall Heat Transfer Coefficient कैसे निकालते हैं? | हिंदी Guide

Overall Heat Transfer Coefficient (U) एक important parameter है जो heat exchanger design और thermal systems में use होता है। यह बताता है कि किसी surface के across total heat transfer कितनी efficiently हो रही है। इस ब्लॉग में हम step-by-step समझेंगे कि U कैसे calculate किया जाता है।

1. Definition

U define होता है as:

Q = U · A · ΔT_lm

जहाँ Q = heat transfer rate, A = heat transfer area, और ΔT_lm = log mean temperature difference।

2. Overall Heat Transfer Resistance Concept

Heat transfer में total resistance series में consider की जाती है:

1/U = 1/h_i + R_wall + 1/h_o

• h_i: Internal convective heat transfer coefficient
• R_wall: Conduction resistance of wall = L/k (thickness/thermal conductivity)
• h_o: External convective heat transfer coefficient

3. Step-by-Step Calculation

1. Internal और external fluids के लिए h_i और h_o calculate करें, correlations या experiments से।
2. Wall thickness (L) और material की thermal conductivity (k) के आधार पर conduction resistance निकालें: R_wall = L/k
3. Total resistance sum करें: R_total = 1/h_i + R_wall + 1/h_o
4. Overall heat transfer coefficient निकालें: U = 1 / R_total

4. Example

मान लें tube wall thickness = 0.005 m, thermal conductivity k = 50 W/m·K, h_i = 500 W/m²·K, h_o = 100 W/m²·K

Step 1: Wall resistance: R_wall = L/k = 0.005/50 = 0.0001 m²·K/W

Step 2: Total resistance: 1/U = 1/500 + 0.0001 + 1/100 = 0.002 + 0.0001 + 0.01 = 0.0121

Step 3: Overall heat transfer coefficient: U = 1/0.0121 ≈ 82.64 W/m²·K

5. Practical Tips

• Convective coefficients h_i और h_o accurate correlations या experiments से लें।
• Multiple layers wall होने पर series resistance method का use करें।
• Fouling और scaling resistance जोड़ना ना भूलें: 1/U = 1/h_i + R_wall + 1/h_o + R_fouling
• U हमेशा W/m²·K में express करें।

निष्कर्ष

Overall Heat Transfer Coefficient system की total thermal performance को measure करता है। इसे निकालने के लिए internal/external convective coefficients और conduction resistance को consider करना जरूरी है। Proper calculation से heat exchanger design और energy efficiency improve होती है।