معامل الحمل الحراري

معامل الحمل الحراري وسوف نتحدث عن قانون معدل انتقال الحرارة وحدات معامل التوصيل الحراري كيفية حساب الموصلية الحرارية تجدون كل تلك الموضوعات من خلال مقالنا هذا

معامل الحمل الحراري

1-معامل انتقال الحرارة في الفيزياء (بالإنجليزية:heat transfer coefficient) معامل تناسب يحدد انتقال الحرارة عبر سطحي وسطين متلامسين، مثل سطح تلامس جسمين. يرمز له h أو α ويقاس بوحدة (W/(m²·K ويعتمد على شكلية الجسمين المتلامسين أو على سطح التلامس بين جسم والوسط المحيط به وقد يكون هذا الوسط سائلا.
2-يصف معامل الانتقال 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.
3-لا 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.

قانون معدل انتقال الحرارة

1-ابدأ بإدخال المتغيرات المعروفة في المعادلة البسيطة إلى حد ما المستخدمة لتحديد معدل نقل الحرارة ، q ، بين وسيلتين بالتوصيل: q = (kA (Thot – Tcold)) / d. على سبيل المثال ، إذا كانت k = 50 واط / متر مئوية ، A = 10 أمتار ^ 2 ، Thot = 100 درجة مئوية ، Tcold = 50 درجة مئوية ، و d = 2 متر ، ثم q = (50 * 10 (100–50)) / 2.
2-بعد ذلك ، قم بطرح درجتي الحرارة للعمل على هذا الجزء من المعادلة والحصول على الفرق في درجة الحرارة. في هذا المثال ، سيكون الحساب 100 درجة مئوية – 50 درجة مئوية = 50 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى المعادلة المبسطة q = (50 * 10 (50)) / 2.
3-اضرب الموصلية الحرارية ومساحة السطح. حتى الآن المعادلة المبسطة هي q = (500 * 50) / 2.
4-اضرب ناتج الموصلية الحرارية ومساحة السطح التي وجدتها في الخطوة السابقة بفرق درجة الحرارة للحصول على q = 25،000 / 2.
5-أخيرًا ، قسّم المنتج المحسوب في الخطوة السابقة على السماكة للحصول على q = 12،500 W.

وحدات معامل التوصيل الحراري

1-نحن نعلم بالفعل أن الحرارة يتم نقلها من الجسم أكثر دفئا إلى واحد أقل دفئا. نحن نعرف كم الطاقة تحتاج إلى تسخين الجسم عدد معين من درجات. ولكن من المهم أيضا بالنسبة لنا أن نعرف مع ما سرعة تسخين أو تبريد يمر الجسم. معرفة سرعة التبريد في المنزل، يمكننا تحديد ما السرعة التي نحتاجها لتسخين المنزل.
2-معدل التغير في درجة الحرارة لجميع الهيئات يختلف. الجميع يعرف من التجربة الشخصية أن المعدن يتغير درجة الحرارة بشكل أسرع، وصوف القطن أبطأ، لذلك نحصل على المقالي الساخنة والفطائر من الفرن مع بوثوكس، وليس مع اليدين. دعونا ننظر في الجزء النظري من هذه الظاهرة.
3-وتظهر التجربة أن انتقال الحرارة عن طريق التوصيل الحراري يحدث على طول العادي إلى سطح متساوي الحرارة من الأماكن التي تكون فيها درجة حرارة أعلى إلى الأماكن ذات درجة حرارة أقل.

كيفية حساب الموصلية الحرارية

1-يتم تحديد الموصلية الحرارية للمواد من خلال معامل الموصلية الحرارية ، وهو مقياس للقدرة على نقل تدفق الحرارة. كلما انخفضت قيمة هذا المؤشر ، زادت خصائص العزل للمادة. في هذه الحالة ، تكون الموصلية الحرارية مستقلة عن الكثافة.
2-عدديا ، الموصلية الحرارية تساوي كمية الطاقة الحرارية التي تمر عبر قطعة من المواد بسماكة 1 متر و 1 متر مربع في ثانية واحدة. في هذه الحالة ، يتم أخذ فرق درجة الحرارة على الأسطح المقابلة بمقدار 1 كلفن. كمية الحرارة هي الطاقة التي تكتسبها المادة أو تفقدها أثناء نقل الحرارة.
3-صيغة الموصلية الحرارية هي كما يلي: Q = λ * (dT / dx) * S * dτ ، حيث: Q هي الموصلية الحرارية ؛ λ هو معامل التوصيل الحراري ؛ (dT / dx) هو تدرج درجة الحرارة ؛ S هي منطقة المقطع العرضي.
4-عند حساب التوصيل الحراري لهيكل المبنى ، يتم تقسيمه إلى مكونات ويلخص التوصيل الحراري لها. هذا يسمح لك بتحديد قياس قدرة هيكل المنزل (الجدران ، الأسطح ، النوافذ ، إلخ) على تمرير تدفق الحرارة. في الواقع ، الموصلية الحرارية لهيكل المبنى هي الموصلية الحرارية المركبة لمواده ، بما في ذلك فجوات الهواء وفيلم من الهواء الخارجي.
5-بناءً على قيمة التوصيل الحراري للهيكل ، يتم تحديد حجم فقدان الحرارة من خلاله. يتم الحصول على هذه القيمة عن طريق ضرب الموصلية الحرارية في الفترة الزمنية المقدرة ومساحة السطح الإجمالية وأيضًا بفارق درجة الحرارة بين السطوح الخارجية والداخلية للهيكل. على سبيل المثال ، بالنسبة لجدار بمساحة 10 أمتار مربعة مع موصلية حرارية تبلغ 0.67 عند فرق درجة حرارة 13 درجة ، فإن فقدان الحرارة في 5 ساعات سيكون 0.67 * 5 * 10 * 13 = 435.5 جول * م.
6-يتم تضمين معاملات التوصيل الحراري للمواد المختلفة في جدول الموصلية الحرارية ، على سبيل المثال ، للفراغ هو 0 ، وبالنسبة للفضة ، واحدة من أكثر المواد موصلة للحرارة ، 430 وات / (م * ك).
7-أثناء البناء ، إلى جانب التوصيل الحراري للمواد ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار ظاهرة الحمل الحراري ، التي يتم ملاحظتها في المواد في حالة سائلة وغازية. هذا صحيح بشكل خاص عند تطوير نظام تسخين المياه والتهوية. للحد من فقدان الحرارة في هذه الحالات ، يتم تركيب أقسام عرضية من اللباد والصوف والمواد العازلة الأخرى.