Termiese diffusiwiteit: 23 interessante feite om te weet


inhoud

Termiese diffusiwiteit definisie

Termiese diffusiwiteit word gedefinieer as die verhouding van gelei hitte tot hitte gestoor in materiaal per eenheid volume.

Eenheid van termiese diffusiwiteit

Die eenheid van termiese diffusiwiteit word gegee as m2/s

Termiese diffusiwiteitsformule

Die vergelyking van termiese diffusiwiteit word gegee deur,

[latex]\alpha = \frac{k}{\rho \cdot Cp}[/latex]

waar,

α is termiese diffusiwiteit,

k is termiese geleidingsvermoë (w/mK)

? is die digtheid van die materiaal (kg / m3)

Cp is die spesifieke hitte (J/ kg k)

Termiese diffusiwiteit van water

Die termiese diffusiwiteit van water verander met temperatuur en druk. As ons atmosferiese druk toestand oorweeg, dan word die termiese geleidingsvermoë waardes met temperatuur gegee soos hieronder tabel.

Termiese diffusiwiteit
Termiese diffusiwiteit van water en gas Kredietingenieurswese gereedskapkas

Termiese diffusiwiteit van lug

Die termiese diffusiwiteit van lug met temperatuur verandering word in die bostaande tabel getoon. Oor die algemeen is die termiese diffusiwiteit van gas in die praktyk meer as vloeibaar. ons sal bestudeer is meer in volgende onderwerp.

Termiese diffusie

Termiese diffusie van stof is die relatiewe beweging van die molekules as gevolg van temperatuurgradiënt.

Termiese diffusiwiteit van aluminium

Termiese diffusiwiteit van aluminiummateriaal word gegee as 9.7 * 10-5 m2/s

Flitsmetode Termiese diffusiwiteit

Die flitsmetode word gebruik om die termiese diffusiwiteit van die materiaal te bepaal. Die kort tydsduur stralingsenergie-puls word deur die monster gestuur. Die laser- of ligflitslampbron word vir stralingsenergie gebruik. Die stuk sal die vrygestelde energie absorbeer. Die proses word vir die monster herhaal. As gevolg van hierdie uitgestraalde straling is daar 'n temperatuurverhoging van die materiaalmonster. Die infrarooi temperatuurdetektor teken hierdie toename in temperatuur aan.

Die duur van die gemete sein word bereken. Die termiese diffusiwiteit sal uit die volgende vergelyking gevind word.

[latex]\alpha = 0.1388 \frac{L^{2}}{t/2}[/latex]

Waar L die monsterdikte is,

t/2 is die halftyd,

ons kan termiese diffusiwiteit, spesifieke hitte en digtheid vind deur die flitsmetode te gebruik.

Die skematiese diagram van die flitsmetode word in die figuur hieronder getoon

Flitsmetode van termiese diffusiwiteit Krediet Linseis

Hoe om termiese diffusiwiteit te meet

Die termiese diffusiwiteit kan gemeet word deur gebruik te maak van die flitsmetode soos hierbo bespreek. in hierdie metode word die kort energie-puls aan die een kant uitgestraal, en temperatuurstyging word aan die ander kant bereken.

Termiese geleidingsvermoë en termiese diffusiwiteit

Om te onderskei tussen termiese geleidingsvermoë en termiese diffusiwiteit, oorweeg twee materiale met dieselfde termiese geleidingsvermoë maar met verskillende termiese diffusiwiteit. Albei sal dieselfde tempo van hittevloei in die bestendige toestand toelaat. Aan die begin van die hitte-oordragproses sal die materiaal met hoër termiese diffusiwiteit eers 'n bestendige toestand bereik in vergelyking met ander materiaal aangesien dit minder hitte-energie behou. Hitte-energie dring vinnig deur hierdie materiaal, maar nadat dit 'n bestendige toestand gekry het, sal die tempo van hittevloei dieselfde wees. Onthou ook dat die materiaal wat minder termiese diffusiwiteit het, meer tyd neem om die bestendige toestand te bereik.

Termiese diffusiwiteitsmetingstegnieke

Daar is hoofsaaklik drie tipes termiese diffusiwiteitsmetingstegnieke.

  • Flits metode
  • Termiese golf interferometrie
  • Termografiese metode

Termiese diffusiwiteit van asfalt

Die termiese diffusiwiteit van die asfalt (Ah-70) is 0.123 mm2/ s,

Asfalt (Ah-90) 0.128 mm2/s

Termiese diffusiwiteit van rubber

Die termiese diffusiwiteit van die rubbermateriaal is in die reeks van 0.089-0.13 mm2/s

Termiese diffusiwiteitswaardes

Termiese diffusiwiteitswaardes vir verskeie materiale word in die tabel hieronder gegee. Die waardes is veranderinge met eienskappe soos temperatuur. Hierdie waardes word gegee vir standaard temperatuur en druk.

Termiese diffusie van verskillende materiale Krediet Wikipedia

Termiese diffusiwiteit simbool

Die simbool van termiese diffusiwiteit is α

Die hoogste termiese diffusiwiteit is van

Die hoogste termiese diffusiwiteit is van suiwer silwer 165.63 mm2 /s

Termiese diffusiwiteit van sand

Termiese diffusiwiteit van droë sand het gewissel van 0.6 * 10-7 tot 7.0 * 10-7 m2/ S

Termiese diffusiwiteit hitte-oordrag

Daar is drie maniere van hitte-oordraggeleiding, konveksie en bestraling. Hittegeleiding is afhanklik van hoof twee eienskappe. Een is termiese geleidingsvermoë en termiese diffusiwiteit. Termiese geleidingsvermoë is 'n bekende eienskap, maar termiese diffusiwiteit is nie goed bekend nie. Dit definieer die tempo van hitte-oordrag deur 'n gegewe medium.

Die tempo van hitte-oordrag is vinniger as die termiese diffusiwiteit hoër is. Termiese diffusiwiteit balanseer tussen die medium van hitte-oordrag en hitteberging.

Die termiese diffusiwiteite vir gasse is oor die algemeen

Die termiese diffusiwiteit van gasstof word meer as vloeibare stof aangetref

Termiese diffusiekoëffisiënt

Dit is een van fisiese parameters wat die afhanklikheid van massadiffusievloei van die mengsel beskryf. Met ander woorde, die termiese diffusiekoëffisiënt is die verhouding van 'n temperatuurgradiënt tot die absolute temperatuur.

Termiese diffusie betekenis

Termiese diffusie van stof is die relatiewe beweging van die molekules as gevolg van temperatuurgradiënt.

Glas termiese diffusiwiteit

Die termiese diffusiwiteit van glas is 0.34 * 10-6 m2/s by normale atmosferiese toestand.

Vlekvrye staal Termiese diffusiwiteit

Die termiese diffusiwiteit van vlekvrye staal by 100 °C is 4.55 *10-6 m2/s

Termiese diffusieverhouding

Die termiese diffusieverhouding is die verhouding van die termiese diffusiekoëffisiënt tot die konsentrasiekoëffisiënt.

vrae

Termiese diffusiwiteit van gas vs vloeistof

Die termiese diffusiwiteit van gasstof word meer as vloeibare stof aangetref

Watter materiaal het die hoogste termiese diffusiwiteit

Die mees verhoogde termiese diffusiwiteit is van suiwer silwer 165.63 mm2 /s

Toepassing van termiese diffusiwiteit

Die geleiding hitte-oordrag in enige apparaat vereis die studie van termiese diffusiwiteit. Die nywerhede gebruik die ontleding van termiese diffusiwiteit om die hitte-oordragtempo te optimaliseer.

As ons 'n spesifieke voorbeeld neem, dan is isolasie een voorbeeld. In isolasie is die termiese diffusiwiteit van die materiaal minimaal sodat dit maksimum hittevloei kan weerstaan.

Ons gebruik rekenaars, skootrekenaars en ander elektroniese toestelle. Weet jy wat die metode is om hitte uit toestelle te onttrek? Ja, dit is Heat sinks.

Hittebak vereis hoër termiese diffusiwiteit om vinniger hitte van enige toestelle oor te dra.

'n Toename in hitte-oordrag in enige elektronika verswak sy werkverrigting. Die hoër termiese diffusiwiteitsmateriaal moet gebruik word om sy werkverrigting in daardie geval te verbeter.

Termiese diffusiwiteit van beton

Die termiese diffusiwiteit van die beton is 0.75 *10 -6 m2/s

Wat is die fisiese betekenis van termiese diffusiwiteit?

Termiese diffusiwiteit kan gedefinieer word as die verhouding van die termiese geleidingsvermoë van die stof tot die hittebergingskapasiteit van die stof.

Die verhouding definieer die gegenereerde hitte wat teen 'n spesifieke tempo versprei word. Die hoër waarde van termiese diffusiwiteit dui aan dat die tyd wat benodig word vir hittediffusie minder is. Die studie van die vergelyking van termiese diffusiwiteit kan moontlik wees deur die hoër waarde van termiese geleidingsvermoë of die laer waarde van hittekapasiteit.

\alpha = \frac{k}{\rho \cdot Cp}

Termiese diffusiwiteit is nuttig vir meer onverganklike hitte-oordragte. In bestendige hitte-oordrag is die termiese geleidingsvermoë genoeg om te bestudeer.

Waarom is die termiese diffusiwiteit van gas groter as vloeistof al is die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof groter as gasse?

Termiese diffusiwiteit beteken die vermoë van 'n materiaal om hitte oor te dra en die hitte in 'n onstabiele toestand te stoor. 'n Vinniger hitte-oordrag kan moontlik wees as die termiese diffusiwiteit hoër is. Die laer termiese diffusiwiteit van materiaal beteken die berging van hitte daarin.

Gas beskik oor lae volumetriese hittekapasiteit as gevolg van lae digtheid. As gevolg van lae volumetriese hittekapasiteit is die waarde van termiese diffusiwiteit hoog.

Vloeistof beskik oor 'n hoë hittekapasiteit in vergelyking met gas; dus is termiese diffusiwiteit laer in die vloeistof.

Wat is die orde van termiese diffusiwiteit vir vastestof, vloeistof en gas?

Die volgorde van termiese diffusiwiteit in vastestof, vloeistof en gas soos hieronder getoon,

Gas > Vloeistof > Vaste stof

Wat is die verskil tussen momentumdiffusie en termiese diffusie?

Momentum diffusie

Dit kan beskou word as die kinematiese viskositeit van die vloeistof, dit wil sê die vermoë van die vloeistof om die momentum te vloei. Momentumdiffusie vind plaas deur skuifspanning in 'n vloeistof. Skuif spanning veroorsaak 'n ewekansige en enige rigtingbeweging van molekules.

Termiese diffusie

Dit kan gedefinieer word as termiese geleidingsvermoë gedeel deur die vermenigvuldiging van digtheid en spesifieke hittekapasiteit (wanneer die druk konstant is). Dit meet die hitte-oordragtempo vir 'n gegewe materiaal van die warm kant na die koel kant. Dit is voorspellend analoog aan of 'n gegewe materiaal "koel om aan te raak" is.

Hoe hou die Prandtl-getal verband met kinematiese viskositeit en termiese diffusiwiteit?

Die Prandtl Nommer is dimensieloos. Dit kan gegee word as die verhouding van momentumdiffusiwiteit (dit is kinematiese viskositeit soos hierbo verduidelik) tot termiese diffusiwiteit.

Dit kan in vergelyking geformuleer word as,

[latex]Pr= \frac{v}\alpha {}[/latex]

Pr = Prandtl-nommer

V= momentumdiffusiwiteit (m2/s)

α = Termiese diffusiwiteit (m2/ s)

MCQs

Termiese diffusiwiteit is die _________

(a) Dimensielose parameter (b) Funksie van hitte (c) Fisiese eienskap van die materiaal

(d) Al die bogenoemde

Termiese diffusiwiteit van 'n materiaal is __________________?

(a) direk eweredig met termiese geleidingsvermoë (k)

(b) omgekeerd eweredig met die digtheid van 'n materiaal

(c) omgekeerd eweredig met spesifieke hitte

(D) al bogenoemde

(e) nie een van bogenoemde nie

Vind die verkeerde stelling: Spesifieke hitte van 'n materiaal ______________.

(a) Konstante vir 'n materiaal (b) Hittekapasiteit per massa-eenheid

(C) Ekstrinsieke eiendom                      (d) Het eenhede as J/kg-K.

Wat is 'n eenheid van termiese diffusiwiteit?

(a) m/h

(B) m² / h

(c) m/hk

(d) m²/hk

Termiese diffusiwiteit van vaste stof is minder as vloeistof.

(A) True

(b) Onwaar

Termiese diffusiwiteit is hoër in …….

(a) Rubber

(B) Lei

(c) Yster

(d) Beton

Termiese diffusiwiteit is laer in ……

(A) Rubber

(b) Lood

(c) Aluminium

(d) Yster

Vind meer artikels oor verwante onderwerp kliek hier

Deepakkumar Jani

Ek is Deepak Kumar Jani, besig met PhD in meganiese-hernubare energie. Ek het vyf jaar onderrig en twee jaar navorsingservaring. My vakgebied van belangstelling is termiese ingenieurswese, motoringenieurswese, Meganiese meting, Ingenieurstekeninge, Vloeistofmeganika, ens. Ek het 'n patent ingedien op "Verbastering van groen energie vir kragproduksie". Ek het 17 navorsingsartikels en twee boeke gepubliseer. Ek is bly om deel te wees van Lambdageeks en wil graag van my kundigheid op 'n simplistiese wyse aan die lesers voorhou. Behalwe vir akademie en navorsing hou ek daarvan om in die natuur rond te dwaal, die natuur vas te vang en bewusmaking oor die natuur by mense te skep. Kom ons koppel deur LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/. Verwys ook my YouTube-kanaal oor “Uitnodiging van die natuur”

Onlangse plasings