ضریب انتقال حرارت چیست ؟

در این قسمت قصد داریم ضریب انتقال حرارت و روش ها ی اندازه گیری آن را توضیح دهیم : ضریب انتقال حرارت در حقیقت نرخ انتقال حرارت بین یک سطح جامد و سیال به روش همرفت است. حال همرفت چیست ؟ یکی از روش های انتقال حرارت که نه فقط در سیال ها بلکه بین دو جسمی که یکی از آن ها سیال باشد نیز همرفت اتفاق می افتد. در مواردی میتوان گفت برآورد های اولیه برای حدس ضریب انتقال حرارت وجود دارد اما یک طراحی دقیق و صحیح برای محاسبه ی ضریب انتقال حرارت با درصد خطای کمتر ضروری است. به کمک ضریب انتقال حرارت میتوان توزیع درجه حرارت یک بعدی را در مبدل حرارتی حساب کرد.

لینک مرتبط : عایق پشم سنگ لوله ای

تعیین ضریب

اختلاف دما به عنوان یک نیروی محرکه برای انتقال حرارت است. به عبارتی دیگر زمانی که در یک محیط یا دو محیط اختلاف دما وجود داشته باشد انتقال حرارت رخ میدهد برای انتقال حرارت در محیط ساکن که شیب دما هست از واژه رسانش و انتقال حرارت بین سطح و سیال متحرک (با اختلاف دما) از واژه ی جابه جایی استفاده میشود و نوع سوم انتقال حرارت تشعشع گرمایی است.

جابجایی

حرکت مولکولها باعث انتقال حرارت میشود در پدیده ی جابجایی باید سیال متحرک باشد و همچنین دمای سطح و سیال با هم متفاوت است اگر سیال حرکت نداشته باشد انتقال بیشتر توسط رسانش انجام میشود . با توجه به نحوه ی انجام کار، جابه جایی به دو دسته اجباری و آزاد تقسیم میشود اگر جابجایی توسط وسایل مکانیکی مانند فن،هیتر، پمپ و یا توربین انجام شود جابجایی را اجباری و اگر اختلاف چگالی سبب این جابجایی شود آن را آزاد می نامند.

محصول پیشنهادی : پشم سنگ پتویی 

ترمودینامیک

انتقال حرارت در این روش فرایندی است که سیستم از یک حالت تعادل به حالت تعادل دیگری می‌رود. ضریب انتقال حرارت ضریب انتقال حرارت عایق پشم سنگ با افزایش دما، افزایش می یابد. درجدول زیرعلاوه بر مشخصات فنی پشم سنگ مطابق با استانداردهای مربوطه و تغییرات ضریب انتقال حرارت پشم سنگ متناسب با افزایش دما را نیز نشان می دهد.

ضریب انتقال حرارت هدایتی در پشم سنگ:

ضریب انتقال حرارت را با K نشان می دهند و هر چقدر که ضریب انتقال حرارت یک عایق پایین تر باشد، آن عایق گرمای کمتری را از خود عبور می دهد در نتیجه کارایی بهتری نیز خواهد داشت. زمانی که صحبت از ضریب انتقال حرارت هدایتی میشود منظورمان مقدار انرژی هست که از ماده در واحد ضخامت و در واحد زمان، در دمای مشخص عبور می کند. واحد ضریب انتقال حرارت در سیستم SI بر حسب W/m.K (وات بر متر بر کلوین) و در سیستم بریتیش بر حسب Btu/hft.F می باشد.
همانطور که میدانید زمانی که بین دو جسم اختلاف دما باشد گرما از جنس گرمتر به جسم سرد تر تا زمانی که دمای هر دو یکسان شود، منتقل میشود. دیوار ساختمان ها که بین دو محیط با دماهای مختلف وجود دارد قرار دارد، که میزان گرمای عبوری از دیوار طبق فرمول زیر حساب میشود و طبق این رابطه هر چقدر که ضریب انتقال حرارت دیوار کمتر باشد، میزان گرمای کمتری از آن عبور می کند. پس بهترین کاری که میتوان در این بهبهه کمبود انرژی انجام داد عایق کاری دیوار است که ضریب انتقال حرارت را کاهش و در نتیجه از هدر رفتن گرمای منزل در زمستان و ورود گرما به منزل در تابستان جلوگیری کرد. ضریب هدایت حرارتی پشم سنگ کمتر از 0.040 وات بر متر درجه کلوین است.

لینک پیشنهادی : پشم سنگ تخته ای 

نمودار تغییرات ضریب انتقال حرارت بر حسب دانسیته و دما:

عایق حرارتی پشم سنگ در دانسیته ها و در دماهای مختلف ضریب انتقال حرارت متفاوتی دارد. نمودار زیر تغییرات ضریب انتقال حرارت را نسبت به تغییرات دما در دانسیته های مختلف نشان می دهد. ضریب انتقال حرارت در دانسیته کم و دانسیته بالا افزایش یافته و بهترین عملکرد عایق پشم سنگ در یک محدوده ی دانسیته است.

نمودار زیر مربوط به تغییرات ضریب انتقال حرارت نسبت به دما است. طبق نمودار زیر در دماهای مختلف عایق پشم سنگ در دانسیته های متفاوت، کمترین ضریب انتقال حرارت را دارد. یعنی نمی توان گفت که عایق با دانسیتهKg/m³ 100کمترین ضریب انتقال حرارت را دارد بلکه باید نسبت به دمای عملکرد عایق حرارتی با مناسب ترین دانسیته این گفته را مطرح کرد.

انتقال حرارت آجر چقدر است؟