İletken malzemeler ısı , ısı izin veren koşullardır için birinde (ya da sıvı) yüksek yüzey sıcaklığı ve daha düşük bir sıcaklıkta etkin bir şekilde aktarılabilir.
Isı ileten malzemeler farklı mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır. En önemli uygulamalar arasında soğutma ekipmanı, ısı dağıtma ekipmanı ve genel olarak proseslerinde ısı alışverişi gerektiren ekipmanların yapımı yer alır.
Bir malzemede ısı iletimi
İyi ısı iletkeni olmayan malzemeler yalıtkan olarak bilinir. En çok kullanılan yalıtım malzemeleri arasında mantar ve ahşap bulunmaktadır.
Isıyı iyi ileten malzemelerin aynı zamanda iyi elektrik iletkenleri olması yaygındır. Isı ve elektrik için iyi iletken malzemelerin bazı örnekleri diğerleri arasında alüminyum, bakır ve gümüştür.
Farklı malzemeler ve ilgili ısı iletim özellikleri, bu malzemeler üzerinde gerçekleştirilen deneysel iletim sonuçlarını özetleyen kimya kılavuzlarında bulunabilir.
Isı iletimi
İletim, aynı malzemenin iki katmanı arasında veya madde alışverişi yapmayan iki malzemenin temas halindeki yüzeyler arasında meydana gelen ısı transferidir.
Bu durumda malzemelerdeki ısı transferi, katmanlar veya yüzeyler arasında meydana gelen moleküler çarpışmalar sayesinde gerçekleşir.
Moleküler şoklar, malzemenin atomları arasında iç ve kinetik enerji alışverişine izin verir.
Böylece, daha yüksek iç ve kinetik enerjiye sahip atomlara sahip katman veya yüzey, enerjiyi daha düşük enerjili katmanlara veya yüzeylere aktarır ve böylece sıcaklıklarını arttırır.
Farklı malzemelerin farklı moleküler yapıları vardır ve bu da tüm malzemelerin aynı ısı iletme kabiliyetine sahip olmamasına neden olur.
Termal iletkenlik
Bir malzemenin veya sıvının ısıyı iletme kabiliyetini ifade etmek için, genellikle k harfi ile temsil edilen fiziksel özellik olan "termal iletkenlik" kullanılır.
Isıl iletkenlik, deneysel olarak bulunması gereken bir özelliktir. Katı malzemeler için deneysel termal iletkenlik tahminleri nispeten basittir, ancak süreç katılar ve gazlar için karmaşıktır.
Malzemeler ve sıvılar için termal iletkenlik, 1 ° K sıcaklık farkında bir saat boyunca 1 fit kare akış alanına, 1 fit kalınlığa sahip bir malzeme miktarı için rapor edilir.
Isı iletken malzemeler
Teoride tüm malzemeler ısıyı aktarabilse de, bazıları diğerlerinden daha iyi iletime sahiptir.
Doğada bakır veya alüminyum gibi ısıyı iyi ileten malzemeler vardır, ancak malzeme bilimi, nanoteknoloji ve mühendislik, iyi iletim özelliklerine sahip yeni malzemelerin yaratılmasına izin vermiştir.
Doğada bulunan bakır gibi ısı ileten bir malzemenin ısıl iletkenliği 401 W / K m iken, 6600 W / Km'ye yakın ısıl iletkenliklerle üretilen karbon nanotüpler rapor edilmiştir.
Çeşitli malzemeler için ısı iletkenlik değerleri aşağıdaki tabloda görülebilir:
Referanslar
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Karbon Nanotüplerin Olağandışı Yüksek Isı İletkenliği. Fiziksel İnceleme Mektupları. 2000; 84: 4613
- Chen Q. vd. Isı transferi optimizasyonunda alternatif bir kriter. Royal Society A: Matematiksel, Fiziksel ve Mühendislik Bilimleri Bildirileri.2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. vd. 2010. Malzemelerin ısıl iletkenliği. Metroloji Sempozyumu.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD Qutdoor Giyim Malzemelerinin Isı Yalıtım Yetenekleri. Bilim. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Isı Transferi İşlemleri. McGraw tepesi.
- Merabia S. vd. Nanopartiküllerden ısı transferi: karşılık gelen bir durum analizi. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krishna D. Solar su ve alan ısıtma uygulamaları için gizli ısı depolama malzemeleri üzerine araştırmalar. Journal of Energy Storage. 2017; 12: 243-260.