ضریب انتقال حرارت چیست ؟

ضریب انتقال حرارت چیست ؟

در این مقاله توضیحاتی در خصوص انتقال حرارت و راه های اندازه گیری آن داده می شود ، اما اساسا ضریب انتقال حرارت چیست ؟

ضریب انتقال حرارت بیان کننده ی نرخ انتقال حرارت بین یک سطح جامد و سیال اطراف به روش همرفت می باشد.

همرفت یکی از روشهای انتقال حرارت است که نه تنها در داخل یک سیال بلکه بین دو جسم که یکی از آنها سیال باشد نیز اتفاق میافتد.

هر چند در بسیاری از موارد، برآوردهای اولیه برای تعیین تخمینی ضریب انتقال حرارت وجود دارد،

اما برای یک طراحی دقیق و صحیح، همواره محاسبه ضریب انتقال حرارت با درصد خطا ی کمتر ضروری است .

همچنین یک نوع ماده از کارخانه های مختلف ممکن است عملکردهای متفاوتی داشته باشد.

از طرف دیگر به کمک ضریب انتقال حرارت تنها میتوان توزیع درجه حرارت یک بعدی را در مبدل حرارتی محاسبه نمود

چراکه تاکنون تحقیقات قابل توجهی در تعیین توزیع درجه حرارت دو بعدی در مبدل حرارتی صفحهای به روش حل دقیق انجام نشده است.

تعیین ضریب

تعیین ضریب هدایت حرارتی جامدات به این نحو است که :

اختلاف دما به عنوان یک نیروی محرکه سبب انتقال حرارت میشود.

هرگاه در یک محیط یا میان دو محیط اختلاف دما وجود داشته باشد و دمای محیط ها یکسان نباشد، انتقال حرارت رخ میدهد.

در محیط ساکنی که شیب دما وجود داشته باشد، برای انتقال حرارتی که در محیط روی میدهد از واژه ی رسانش و برای انتقال حرارت بین سطح و سیالی متحرک، که دمای آنها با هم متفاوت است، از واژه ی جابجایی استفاده میشود.

نوع سوم انتقال حرارت تشعشع گرمایی است .

عایق صدا در ساختمان

ضریب انتقال حرارت چیست

جابجایی

در روش جابجایی، حرکت مولکولها و ارتعاشات مولکولها سبب انتقال حرارت نیز میشود و انتقال گرما در پدیدهی جابجایی حاصل ترکیب دو نوع انتقال گرمای رسانش و گرمای ناشی از این حرکت دست جمعی مولکول ها است.

در پدیده ی جابجایی باید سیال دارای حرکت باشد و از طرفی دمای سطح و سیال با یکدیگر تفاوت داشته باشند،

اگر سیال دارای حرکت نباشد مکانیسم انتقال حرارت بیشتر توسط رسانش صورت میگیرد هرچند که جابجایی طبیعی نیز باید مورد توجه قرار گیرد و اگر دماها برابر باشند به علت نبودن گرادیان دمایی هیچ گونه انتقال حرارتی انجام نمی گیرد .

جابجایی را میتوان بنا به نحوه انجام فرایند به دو دسته اجباری و یا آزاد تقسیم کرد.

اگر جابجایی توسط وسایل مکانیکی مانند فن،هیتر، پمپ و یا توربین انجام شود جابجایی را اجباری و اگر اختلاف چگالی سبب این جابجایی شود آن را آزاد مینامند.

در برخی مواقع ممکن است ترکیبی از هر دو فرایند را با هم داشته باشیم و از هردو استفاده کنیم یعنی نرخ انتقال توسط جابجایی آزاد کم بوده و برای افزایش نرخ انتقال حرارت از جابجایی اجباری استفاده شود  .

ترمودینامیک

از دیدگاه ترمودینامیک، انتقال حرارت به عنوان فرآیندی دیده می‌شود که در آن، سیستم از یک حالت تعادل به حالت تعادل دیگری می‌رود.

ترمودینامیک در مورد این‌که زمان این فرآیند چقدر طول می‌کشد، بحثی نمی‌کند. در حقیقت مبحث انتقال حرارت است که سرعت انتقال گرما را مورد توجه قرار می‌دهد. ضریب انتقال حرارت در مواد مختلف در دماهای مختلف بسیار متفاوت است.

ضریب انتقال حرارت پشم سنگ (همانند همه مواد موجود در طبیعت ) با افزایش دما, افزایش می یابد.  درجدول زیرعلاوه بر مشخصات فنی پشم سنگ مطابق با استانداردهای مربوطه تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ متناسب با افزایش دما را نیزنشان می دهد.

 

 

مشخصه فیزیکیتوضیحواحداستاندارد
ساختارالیافی
رنگزرد – قهوه ای –سبزتیره
بوبی بوASTM E679
چگالیمتنوع

30 ̴   150

[Kg/m3]ASTM D1622
انعطاف پذیریتخته ای و لوله ای صلب بوده لحافی و فله­ای انعطاف پذیرندASTM C209
استحکام فشاریبستگی به چگالی داردPa – [N/m2]ASTM C 165 – C1621
محدوده دمای کاری[-50] ̴ [+710][0C]ASTM C547 – C612 – C553
مقاومت  شیمیاییبسیار خوب
ضریب انتقال حرارت در 240C0.033[W/m.0C]ASTM C518 – ASTM C335
ضریب انتقال حرارت در 1000C0.044[W/m.0C]ASTM C518 – ASTM C335
مقاومت در مقابل UVبسیار خوبASTM D1171
انتشار اشتعال سطحیعایق ضدآتشASTM E84