Isı İletken Malzemeler Nedir?

ısı iletken malzemeler yüksek sıcaklığa ve daha düşük sıcaklığa sahip bir yüzey (veya bir sıvı) arasında ısının verimli bir şekilde aktarılmasını sağlayanlardır..

Isı iletken malzemeleri farklı mühendislik uygulamalarında kullanılır. En önemli uygulamalar arasında soğutma teçhizatı, ısı dağıtma teçhizatı ve genel olarak işlemlerinde ısı alışverişi gerektiren teçhizat yapımı bulunmaktadır..

İyi ısı iletken olmayan bu malzemeler izolatör olarak bilinir. En çok kullanılan yalıtım malzemeleri arasında mantar ve ahşap.

İyi ısı ileten malzemelerin de iyi elektrik iletkenleri olması yaygındır..

Bazı iyi ısı ve elektriksel iletken malzeme örnekleri diğerleri arasında alüminyum, bakır ve gümüşdür..

Farklı malzemeler ve bunlara ait ısı iletkenlik özellikleri, bu malzemelerde yapılan deneysel sürüş sonuçlarını özetleyen kimya kılavuzlarında bulunabilir..

Isı iletimi

İletim, aynı malzemenin iki tabakası arasında veya madde alışverişinde bulunmayan iki malzemenin temas ettiği yüzeyler arasında gerçekleşen ısı transferidir..

Bu durumda, malzemelerde ısı transferi katmanlar veya yüzeyler arasında meydana gelen moleküler şoklar sayesinde yapılır..

Moleküler şoklar, maddenin atomları arasında iç ve kinetik enerjinin değişimini sağlar.

Böylece, yüksek iç enerjiye ve kinetik enerjiye sahip atomlara sahip katman veya yüzey, düşük enerjili katmanlara veya yüzeylere geçerek bunların sıcaklığını arttırır..

Farklı malzemeler farklı moleküler yapılara sahiptir, yani tüm malzemeler ısı iletmek için aynı kapasiteye sahip değildir..

Termal iletkenlik

Bir malzemenin veya bir sıvının ısı iletme kabiliyetini ifade etmek için, genellikle harfle gösterilen "termal iletkenlik" fiziksel özelliği kullanılır. k.

Isı iletkenliği deneysel olarak bulunması gereken bir özelliktir. Katı malzemeler için ısıl iletkenlik deneysel tahminleri nispeten basittir, ancak işlem katılar ve gazlar için karmaşıktır.

Malzemeler ve sıvılar için ısıl iletkenlik, 1 metrekarelik akış alanı, 1 feet kalınlıkta, 1 saat boyunca 1 ° K sıcaklık farkında bir saat boyunca bir miktar malzeme için rapor edilmiştir..

Isı iletken malzemeler

Teoride tüm malzemeler ısı transfer edebilmesine rağmen, bazıları diğerlerinden daha iyi iletime sahiptir..

Doğada, iyi ısı iletkenliği olan bakır veya alüminyum gibi malzemeler vardır, ancak malzeme bilimi, nanoteknoloji ve mühendislik, iyi sürüş özelliklerine sahip yeni malzemelerin oluşturulmasını sağlamıştır..

Doğada bulunan bakır gibi ısı iletken bir malzemenin 401 W / Km'lik bir termal iletkenliğe sahip olmasına rağmen, 6600 W / Km'nin yakınında termal iletkenlikle üretilen karbon nanotüpleri bildirilmiştir..

Çeşitli malzemeler için ısıl iletkenlik değerleri aşağıdaki tabloda görülebilir:

referanslar

1. Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Karbon Nanotüplerin Sıradışı ve Yüksek Isı İletkenliği. Fiziksel İnceleme Mektupları. 2000; 84: 4613
2. Chen Q. ve diğ. Isı transferi optimizasyonunda alternatif bir kriter. Kraliyet Topluluğu A'nın Bildirileri: Matematiksel, Fiziksel ve Mühendislik Bilimleri. 467 (2128): 1012-1028.
3. Cortes L. ve diğ. 2010. Malzemelerin ısıl iletkenliği. Metroloji Sempozyumu.
4. Kaufman W. C. Bothe D.Meyer S.D. Açık Hava Kıyafet Malzemelerinin Isı Yalıtım Özellikleri. Bilim. 1982; 215 (4533): 690-691.
5. Kern D. 1965. Isı Aktarım İşlemleri. McGraw tepe.
6. Merabia S. ve diğ. Nanopartiküllerden ısı transferi: ilgili bir durum analizi. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi'nin bildirileri. 2009; 106 (36): 15113-15118.
7. Salunkhe P. B. Jaya Krishna D. Güneş enerjili su ve mekan ısıtma uygulamaları için gizli ısı depolama malzemeleri üzerine araştırmalar. Enerji Depolama Dergisi. 2017; 12: 243-260.