Del:
Hvad er varmeledende materialer?
den varmeledende materialer er de der tillader varme at overføre effektivt mellem en overflade (eller en væske) med høj temperatur og en lavere temperatur.
De varmeledende materialer anvendes i forskellige tekniske applikationer. Blandt de vigtigste anvendelser er opførelsen af køleudstyr, varmeafledningsudstyr og generelt udstyr, som kræver varmeudveksling i deres processer.
De materialer, der ikke er gode varmeledere, er kendt som isolatorer. Blandt de mest brugte isoleringsmaterialer er kork og træ.
Det er almindeligt, at materialer, der udfører varme godt, også er gode ledere af elektricitet.
Nogle eksempler på gode ledende materialer af varme og elektricitet er blandt andet aluminium, kobber og sølv.
Forskellige materialer og deres respektive varmeledningsegenskaber kan findes i kemikaliehåndbøger, der opsummerer de eksperimentelle drivresultat i disse materialer.
Varmeledning
Ledningen er den varmeoverførsel, der forekommer mellem to lag af samme materiale eller mellem overflader i kontakt med to materialer, der ikke byder på noget.
I dette tilfælde er overførslen af varme i materialerne givet takket være de molekylære chok, der opstår mellem lagene eller overfladerne.
Molekylære stød tillader udveksling af intern og kinetisk energi mellem materialets atomer.
Således overfører laget eller overfladen med atomer med højere intern energi og kinetisk energi til lagene eller overfladerne af lavere energi, hvilket således øger temperaturen af disse.
Forskellige materialer har forskellige molekylære strukturer, hvilket betyder, at ikke alle materialer har samme kapacitet til at lede varme.
Termisk ledningsevne
For at udtrykke evnen hos et materiale eller en væske til at lede varme, anvendes den fysiske egenskab "termisk ledningsevne", som normalt er repræsenteret ved brevet k.
Termisk ledningsevne er en egenskab, der skal findes eksperimentelt. Eksperimentelle estimater af termisk ledningsevne for faste materialer er relativt enkle, men processen er kompleks for faste stoffer og gasser.
Termisk ledningsevne for materialer og væsker er rapporteret for en mængde materiale med strømningsareal på 1 kvadratfod, en tykkelse på 1 fod, i en time ved en temperaturforskel på 1 ° K.
Varmeledende materialer
Selvom alle materialer i teorien kan overføre varme, har nogle bedre ledning end andre.
I naturen er der materialer som kobber eller aluminium, der er gode ledere af varme, men materialevidenskab, nanoteknologi og teknik har tilladt skabelsen af nye materialer med gode drivegenskaber.
Mens et varmeledende materiale som kobber, der findes i naturen, har en termisk ledningsevne på 401 W / K m, er der blevet rapporteret kulstofnanorør fremstillet med termisk ledningsevne nær 6600 W / K m..
Varmeledningsevnen for forskellige materialer kan ses i følgende tabel:
referencer
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Usædvanlig og høj termisk ledningsevne af kulstofnanorør. Fysiske anmeldelser Bogstaver. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Et alternativt kriterium ved optimering af varmeoverførsel. Det Kongelige Selskabs Forfølgelser A: Matematisk, Fysisk Og Teknisk Videnskab 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Termisk ledningsevne af materialer. Metrologi Symposium.
- Kaufman W. C. Bothe D.Meyer S.D. Varmeisolerende evner hos Qutdoor Beklædningsmaterialer. Videnskab. 1982; 215 (4533): 690-691.
- Kern D. 1965. Varmeoverførselsprocesser. McGraw Hill.
- Merabia S. et al. Varmeoverførsel fra nanopartikler: En tilsvarende tilstandsanalyse. Forsøg på det nationale videnskabsakademi i USA. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe P. B. Jaya Krishna D. Undersøgelser af latent varmeoplagningsmaterialer til solvand og rumopvarmning. Journal of Energy Storage. 2017 12: 243-260.