مشاوره و فروش
02191003181

رسانایی حرارتی چیست؟

رسانایی حرارتی چیست؟
۱۶ خرداد ۱۴۰۳
13 بازدید

رسانایی حرارتی، توانایی یک ماده برای هدایت گرما یا انتقال گرما از مکانی به مکان دیگر است، بدون حرکت ماده‌ای که گرما را هدایت می‌کند. رسانایی حرارتی برحسب وات بر متر کلوین (W/mK) اندازه‌گیری می‌شود. در نوشتۀ امروز از سایت ثامن تجارت قصد داریم به شما بگوییم رسانایی حرارتی چیست؟ و جدول رسانایی گرمایی را در اختیار شما قرار دهیم. پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این صفحه توجه خود را از ما دریغ نکنید.

رسانایی حرارتی چیست؟

رسانایی حرارتی به توانایی ذاتی یک ماده برای انتقال یا هدایت گرما اشاره دارد. رسانایی حرارتی یک ماده پیامدهای زیادی دارد. در طراحی، مهندسی و کاربرد مواد در محیط‌هایی که انتقال حرارت یک عامل حیاتی است، مانند ساخت‌وساز. درک رسانایی حرارتی (TC) برای بهینه‌سازی سیستم‌های مدیریت حرارتی، افزایش بهره‌وری انرژی، اطمینان از ایمنی، هدایت انتخاب مواد، هدایت نوآوری، و بهبود عملکرد و پایداری محصولات و فرآیندها ضروری است.

مس، برنج، برنز و آلومینیوم ازجمله فلزاتی هستند که رسانایی حرارتی بسیار بالایی دارند. شما می‌توانید برای خرید هر یک از این محصولات با متخصصان سایت ما تماس بگیرید.

به نقل از ویکی پدیا:

رسانش، رسانش گرما یا رسانش گرمایی در انتقال گرما، حالتی از جابجایی انرژی درون یا بین بدنهٔ اجسام است که بر اثر گرادیان دما (به انگلیسی: temperature gradient) رخ می‌دهد. رسانش به معنای انتقال انرژی جنبشی ذرات مادهٔ پاسخ‌پذیر (به انگلیسی: ponderable matter که در مقابل فوتونها جای می‌گیرد) است. رسانش در همهٔ شکل‌های مادهٔ پاسخ‌پذیر صورت می‌گیرد، یعنی در جامدها، مایعها، گازها و پلاسماها. گرما خودبه‌خود تمایل دارد از جسمی با دمای بیشتر به جسمی با دمای کمتر شارش یابد. در نبود شارهای محرک، تغییرات دما در طول زمان به تعادل گرمایی میل می‌کند.

جدول رسانایی حرارتی

رسانایی حرارتی (اغلب با k ،λ یا κ نشان داده می‌شود) به توانایی ذاتی یک ماده برای انتقال یا هدایت گرما اشاره دارد. همچنین به‌عنوان صفحه‌ای با ضخامت واحد تعریف می‌شود که مقدار گرما را در واحد زمان در واحد سطح هدایت می‌کند و سطوح آن با یک واحد دما متفاوت است.

این یکی از سه روش انتقال حرارت است که دو روش دیگر همرفت و تابش هستند. فرآیندهای انتقال حرارت را می‌توان با استفاده از معادلات نرخ مناسب کمّی‌سازی کرد. قانون رسانایی حرارتی فوریه مبنای معادلۀ سرعت در این حالت انتقال حرارت را تشکیل می‌دهد.

رسانایی حرارتی از طریق هم زدن و تماس مولکولی رخ داده و منجر به حرکت توده‌ای خود جامد نمی‌شود. گرما در امتداد گرادیان دما از ناحیه‌ای با دمای بالا و انرژی مولکولی بالا به ناحیه‌ای با دمای کمتر و انرژی مولکولی پایین‌تر حرکت می‌کند. انتقال حرارت تا زمانی که هر دو جسم به دمای یکسانی برسند ادامه خواهد داشت که به تعادل حرارتی معروف است. سرعت انتقال حرارت به بزرگی گرادیان دما و ویژگی‌های حرارتی خاص ماده بستگی دارد.

رسانایی حرارتی چیست؟

در ادامۀ نوشتۀ رسانایی حرارتی چیست؟ به معرفی بهترین فلزات با رسانایی حرارتی بالا می‌پردازیم:

فلز رسانایی حرارتی
مس 223
آلومینیوم 118
برنج 64
فولاد 17
برنز 15

تکنیک‌های اندازه‌گیری رسانایی حرارتی چیست؟

دو روش برای آزمایش TC مواد وجود دارد: حالت پایدار و حالت گذرا. این روش‌ها در نحوۀ کار با یکدیگر متفاوت هستند. روش‌های حالت پایدار مستلزم آن است که نمونه و قطعات مرجع قبل از شروع اندازه‌گیری در تعادل حرارتی باشند. از طرفی روش‌های گذرا نیازی به این کار ندارند و می‌توانند نتایج را با سرعت بیشتری ارائه دهند.

روش پایدار

اکنون که دریافتیم رسانایی حرارتی چیست؟ بیایید با الوین روش هدایت الکتریکی آشنا شویم. تکنیک حالت پایدار یک اختلاف دمای ثابت را در سراسر نمونه ایجاد کرده و جریان گرمای حاصل را اندازه‌گیری می‌کند. این روش مستلزم دستیابی به تعادل حرارتی است، جایی که زمان بر دمای نمونۀ آزمایش تأثیر نمی‌گذارد یا آن را تغییر نمی‌دهد.

این روش با اعمال یک شار حرارتی شناخته‌شده به نمونۀ شما و اندازه‌گیری اختلاف دمای آن کار می‌کند. هنگامی که نمونه به دمای حالت پایدار رسید (دما در سراسر نمونه ثابت است و هیچ تغییری در طول زمان ثبت نشده است)، سپس محاسبۀ رسانایی حرارتی می‌تواند آغاز شود. روش حالت پایدار محیط را همسان‌گرد در نظر می‌گیرد و جریان حرارتی یک‌بعدی را فرض می‌کند.

شما می‌توانید برای خرید مس و اطلاع از قیمت آلومینیوم مورد نیاز خود با کارشناسان ثامن تجارت در ارتباط باشید.

روش گذرا

در ادامۀ پاسخ به پرسش رسانایی حرارتی چیست؟ لازم است با دومین روش رسانایی حرارتی آشنا شویم. روش‌های گذرا، خواص حرارتی نمونه را با مشاهدۀ نحوۀ واکنش آن به تغییرات دما در طول زمان تعیین می‌کنند. برخلاف تکنیک‌های حالت پایدار، که مستلزم ایجاد یک گرادیان دمایی ثابت در سراسر یک نمونه است، روش‌های گذرا شامل اعمال یک پالس گرما (یا منبع گرمای دوره‌ای) به نمونه و سپس اندازه‌گیری پاسخ دما به‌عنوان تابعی از زمان است.

یکی از نمونه‌های روش گذرا، روش سیم داغ گذرا (THW) است که رسانایی حرارتی مایعات را اندازه‌گیری می‌کند. روش THW شامل یک سیم نازک است که در نمونه وارد می‌شود. این سیم هم منبع گرما و هم حسگر دما است و زمانی که جریان الکتریکی از سیم عبور می‌کند، دما افزایش می‌یابد و این افزایش دما در طول زمان ثبت می‌شود.

برای استعلام قیمت برنج و خرید برنز مورد نظر خود، به بخش مربوطه در منوی سایت ما مراجعه کنید.

عوامل مؤثر بر رسانایی حرارتی چیست؟

عوامل متعددی بر توانایی یک ماده برای انتقال و هدایت گرما تأثیر می‌گذارد. این عوامل را می‌توان به‌طورکلی به ترکیب مواد، خواص فیزیکی، شرایط محیطی و ویژگی‌های ساختاری طبقه‌بندی کرد.

ترکیب مواد

  • ترکیبات شیمیایی: ترکیب شیمیایی یک ماده به‌طور قابل‌توجهی بر TC آن تأثیر می‌گذارد، زیرا عناصر و ترکیبات گوناگون توانایی‌های رسانایی حرارتی متفاوتی دارند.
  • محتوای رطوبتی: به‌طورکلی، ماده‌ای با محتوای رطوبتی بالاتر می‌تواند TC را افزایش دهد، زیرا آب رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به هوا دارد.

مشخصات فیزیکی

  • چگالی ظاهری: مواد با چگالی بالاتر اغلب TC بالاتری دارند، زیرا مولکول‌ها یا اتم‌ها به هم نزدیک‌تر هستند و می‌توانند گرما را به‌گونۀ کارآمدتری انتقال دهند.
  • فاز ماده: فاز یک ماده (جامد، مایع، گاز) به‌شدت بر TC تأثیر می‌گذارد. به‌عنوان‌مثال، ذوب یخ به آب مایع تبدیل می‌شود و رسانایی حرارتی آن به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

رسانایی حرارتی چیست؟

شرایط محیطی

  • سرعت جریان هوا: سرعت حرکت هوا یا سیال از درون یا اطراف ماده می‌تواند بر اندازه‌گیری رسانایی حرارتی تأثیر بگذارد.
  • فشار: فشار خارجی روی نمونه می‌تواند بر TC گازها و برخی مایعات تأثیر بگذارد، زیرا چگالی را تغییر می‌دهد که بر ویژگی‌های انتقال حرارت تأثیر می‌گذارد.

ویژگی‌های ساختاری

  • ضخامت: ضخامت مواد شما می‌تواند بر سرعت انتقال گرما از طریق آن تأثیر بگذارد. مواد ضخیم‌تر معمولاً مقاومت حرارتی بالاتری دارند که بر TC کلی آن‌ها تأثیر می‌گذارد.
  • پیری مواد: با گذشت زمان، مواد ممکن است دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی، مانند تخریب یا تراکم شوند، که می‌تواند بر آن نیز تأثیر بگذارد.

کلام پایانی

رسانایی حرارتی پدیده‌ای رایج است که فعالیت‌های روزانۀ ما را به‌گونه‌ای تحت تأثیر قرار می‌دهد که ممکن است متوجه آن نباشیم. به‌عنوان‌مثال، فرض کنید در آشپزخانه هستید و قهوۀ صبح خود را آماده می‌کنید. از یک قاشق فلزی برای اضافه کردن مقداری شکر به قهوۀ خود استفاده می‌کنید و سپس زنگ در به صدا در می‌آید. درحالی‌که دور هستید، قاشق برای چند دقیقه در فنجان پر از قهوۀ داغ باقی می‌ماند. وقتی برگشتید، قاشق داغ است. این یک مثال معمولی از انتقال حرارت از طریق رسانایی است که اکثر ما روزانه آن را تجربه می‌کنیم.

در نوشتۀ امروز از بازرگانی ثامن تجارت به این پرسش پاسخ دادیم که رسانایی حرارتی چیست؟ و شما را با انواع و کاربردهای این قابلیت جذاب آشنا ساختیم. شما می‌توانید برای خرید فلزهایی که از این قابلیت بهره‌مند هستند، مانند آلومینیوم، برنج، برنز و مس به بخش مربوطه در منوی سایت ما مراجعه نمایید.

 

 

پرسش‌های متداول

رسانایی حرارتی چیست؟

رسانایی حرارتی (اغلب با k، λ یا κ نشان داده می‌شود) به توانایی ذاتی یک ماده برای انتقال یا هدایت گرما اشاره دارد. همچنین به‌عنوان صفحه‌ای با ضخامت واحد تعریف می‌شود که مقدار گرما را در واحد زمان در واحد سطح هدایت می‌کند و سطوح آن با یک واحد دما متفاوت است.

عوامل مؤثر بر رسانایی حرارتی چیست؟

ترکیب مواد، شرایط محیطی، مشخصات فیزیکی، و…

مطالب مرتبط

Comments are closed.