قياس معامل التوصيل الحراري كذلك سنذكر ايضا تعريف معامل التوصيل الحراري أيضا سنتحدث عن معامل التوصيل الحراري للهواء ايضا سنذكر انتقال الحرارة بالتوصيل كل تلك الموضوعات تجدونها من خلال مقالنا هذا.
محتويات المقال
قياس معامل التوصيل الحراري
1-التوصيل الحراري هو عملية نقل الطاقة من الجزء الأكثر سخونة من الجسم إلى الجزء الأكثر برودة، فتعكس القيم ة العددية لهذه العملية التوصيل الحراري للمادة، وهذه الفكرة بالغة الأهمية في تشييد المباني وترميمها، وتسمح المواد المختارة بشكل صحيح بإنشاء مناخ محلي لطيف في الفضاء مع الحفاظ أيضًا على ستستمر هذه العملية حتى تصل درجة الحرارة إلى حالة توازن.
2-لذلك يستغرق وقتًا معينًا للقيام بذلك، فكلما انخفض مؤشر التوصيل الحراري، زاد الوقت الذي يقضيه في التبادل الحراري، فيتم استخدام معامل التوصيل الحراري للمادة للتعبير عن هذا المؤشر.
3-بالنسبة للجزء الأكبر، يشتمل الجدول على القيم التي تم قياسها مسبقًا؛ حيث يعتمد الحساب على مقدار الطاقة الحرارية التي تنتقل عبر مساحة سطح مادة معينة، وكلما زادت القيمة المحسوبة، زادت سرعة تبديد الجسم لمقدار الحرارة بالكامل.
تعريف معامل التوصيل الحراري
يصف معامل الانتقال او التوصيل الحراري كفاءة غاز أو سائل نقل طاقة عبر سطحه وبالتالي تصريف الطاقة من على سطحه . وهذا يعتمد على الحرارة النوعية وكثافة ومعامل التوصيل الحراري للوسط الذي تنتقل إليه الحرارة وكذلك للجسم العاطي للحرارة ويجري حساب معاملات انتقال الحرارة عن طريق تعيين فرق درجة الحرارة بين الجسمين المتلامسين ولا يعتبر معامل انتقال الحرارة خاصية نوعية لمادة مثل توصيل حراري ، وإنما يعتمد عل الوسط المحيط وسرعة سريانه v وكذلك يعتمد على نوع السريان فقد يكون رقائقيا أو دواميا ويعتمد بالإضافة إلى ذلك على شكلية السطح . تستخدم معاملات انتقال الحرارة في هندسة البناء كقيم ثوابت ، حيث يعمل الحائط العازل كمقاومة لنفاذ الحرارة من الداخل إلى الخارج أو بالعكس.
معامل التوصيل الحراري للهواء
1-جوزيف بلاك ، مرة أخرى في بعيد 1754 ،أثبت العالم كله أن الغلاف الجوي للأرض (بمعنى آخر ، الهواء) يتكون من خليط من الغازات المختلفة ، أهمها الأكسجين والنيتروجين. كما قدم مفهومًا مثل معامل التوصيل الحراري للهواء.
لجميع الكائنات الحية على الأرض من أجل الوجودالهواء ، أو بالأحرى ، أساس الهواء هو الأكسجين. وتنتج عملية أكسدة الأكسجين التي تدخل الجسم من الهواء المحيط طاقة ، بدونها لا يوجد استمرار للحياة.
2-الأكسجين يستخدم على نطاق واسع في الإنتاج والحياة اليومية – أثناء الاحتراق ، يتم إطلاق الوقود ، وفي محركات الاحتراق الميكانيكية ، والطاقة الميكانيكية. من خلال تسييله ، يتم إنتاج الغازات النبيلة.
3-تكوين الهواء الجوي يجعلتأثير كبير على حياة وصحة كل شخص. تحتوي التركيبة المثالية (“الصحيحة”) على ما يصل إلى 75 بالمائة من النيتروجين ، و 24 بالمائة من الأكسجين ، ومزيج صغير من الغازات المختلفة – الميثان ، النيون ، الكريبتون ، الهيدروجين ، ثاني أكسيد الكربون ، إلخ.
4-وجود منتجات صناعية ، زيادةعدد السيارات التي تنبعث منها الملايين من الجزيئات البيولوجية والكيميائية (الألدهيدات والأمونيا والأكسيدات والمعادن الثقيلة) في الغلاف الجوي ، وتلوث الجو بشكل كبير ، ويقل معامل التوصيل الحراري للهواء ، مما يؤثر سلبًا على الكائنات الحية. الانبعاثات من تشغيل محركات السيارات (في الهواء من المدن الكبيرة على الأقل 60 في المئة) هي الأكثر ضرر للجسم البشري. المركز الثاني من حيث التلوث ينتمي إلى محطات الطاقة الحرارية ، والثالث هو الإنتاج الكيميائي.
5-الخاصية الرئيسية للهواء هيالموصلية الحرارية. وبعد العديد من الاختبارات والتجارب، تمكن العلماء من تحديد أن الحرارة في المتوسط الغازي يتم توزيعها في ثلاثة طرق رئيسية: الإشعاع الحراري (الكهرومغناطيسي نقل الطاقة موجة)، (تدفقات تتحرك الطاقة من خلال طبقات حركة المرور من الغاز في الفضاء) الحراري، التوصيل الحراري (الحركة العشوائية لجزيئات تعزيز استقبال الحرارة من طبقة غاز ذات درجة حرارة أعلى إلى طبقة غاز “دافئة” أقل. في عملية جزيئات نقل الحرارة التي تحتوي على المزيد من الطاقة تحيل جزيئاته مع انخفاض محتوى الطاقة. القدرة المميزة لإجراء حرارة معامل المعلمة البدني التوصيل الحراري من الهواء. يتم تحديد معامل التوصيل الحراري للهواء بواسطة المعادلة:
λ = -d2Qt / gt / gn * dF * dt.
6-معامل الموصلية الحرارية للهواء عددياتساوي كمية الحرارة التي تمر عبر وحدة زمنية عبر وحدة من الأسطح الحرارية مع الحالة المتلازمة التي تدرج = 1. ويعتبر حجمه الفوري هو النسبة W / (m · K).
استنادا إلى نتائج التجارب والتجاربتم إنشاء جدول مرجعي يمكن من خلاله تحديد قيم معامل التوصيل الحراري للهواء والمواد الأخرى. بالنسبة لمعظم المواد ، يمكن تمثيل معامل نقل الحرارة كدالة خطية
λ = λ0 * [1 + b * (t-to)] ،
7-حيث λ0 هي قيمة المعامل الذي يعمل على الموصلية الحرارية عند 0 = 0 درجة مئوية ؛ ب هي قيمة ثابتة محددة تجريبيا.
8-الحرارة هي أسوأ الغازات. يزداد معامل انتقال الحرارة للغازات مع زيادة درجة الحرارة وهو 0.006 ÷ 0.6 واط / (m · K) ، حيث تنتمي القيمة العليا إلى الهليوم والهيدروجين. معاملاتها المباشرة للتوصيل الحراري هي خمسة أو حتى عشر مرات أعلى من الغازات الأخرى. معامل نقل الحرارة عند صفر درجة مئوية هو 0.0243 واط / (م · ك).
9-كمية الحرارة التي تحملها طبقات الغاز في عملية التبادل الحراري ، إذا كان الفرق في درجة الحرارة على مدى فترة زمنية دون تغيير ، يتم تحديده بموجب قانون كل عالم فورييه المعروف.
انتقال الحرارة بالتوصيل
1-يحدث التوصيل عند تماس جسمين صلبين بدرجات حرارةٍ مختلفةٍ، حيث تنتقل الحرارة من الجسم الأبرد إلى الأدفئ حتى تتساوى درجات الحرارة فيما بينهما. ويمكن تعريف التوصيل بأنّه انتقال الحرارة عبر ارتطام جُزيئات مادّتين مختلفتين حراريًّا. حيث يحدث هذا الاصطدام بين جُزيائات المادة الأولى والثانية في منطقة التماس، فتعطي جُزيئات المادّة الأدفئ، ذات الطاقة الحركية الكبيرة، بعضًا من طاقتها الحركية لجزيئات المادّة الاخرى رافعةً من حرارتها، وهذه الأخيرة تصطدم مع جُزيئات المادّة نفسها ناقلةً الحرارة عبر أجزائها المختلفة.
2-في الواقع فإن خاصيّة التوصيل تختلف من جسمٍ لآخر، فهناك مواد ذات موصوليّةٍٍ عاليةٍ للحرارة وأخرى ضئيلةٍ. فالأجسام الصلبة مثلًا تتمتّع بناقليةٍ عاليةٍ للحرارة تليها السوائل وأخيرًا الغازات، والتي تُعتبر ذات ناقليّةٍ ضعيفةٍ للحرارة. وهذا في الواقع مرتبطٌ بكثافة جُزيئاتها، فكما نعلم أن جزيئات المادة الصلبة تكون متراصّةً وكثيفةً بخلاف المادّة الغازيّة التي تكون مبعثرةً ومتناثرةً، فيغدو احتمال ارتطام الجزيئات فيها أقل.
3-من الأمثلة الشائعة لانتقال الحرارة بالتوصيل هي شعورك بانتقال الحرارة إليك عند لمس الأجسام الدافئ.
