Content
- Definitie van thermische diffusie
- Eenheid van thermische diffusie
- Thermische diffusiteitsformule
- Thermische diffusie van water
- Thermische diffusie van lucht
- Thermische diffusie
- Thermische diffusie van aluminium
- Flash-methode Thermische diffusie
- Hoe thermische diffusie te meten
- Warmtegeleidingsvermogen en thermische diffusie
- Meettechnieken voor thermische diffusie
- Thermische diffusie van asfalt
- Thermische diffusie van rubber
- Thermische diffusiteitswaarden
- Symbool voor thermische diffusie
- De hoogste thermische diffusie is van
- Thermische diffusie van zand
- Warmteoverdracht door thermische diffusie
- De thermische diffusiteiten voor gassen zijn over het algemeen
- Thermische diffusiecoëfficiënt
- Thermische diffusie betekenis
- Glas Thermische diffusie
- roestvrij staal Thermische diffusie
- Thermische diffusieverhouding
Definitie van thermische diffusie
Thermische diffusie wordt gedefinieerd als de verhouding tussen geleide warmte en warmte opgeslagen in materiaal per volume-eenheid.
Eenheid van thermische diffusie
De eenheid van thermische diffusie wordt gegeven als m2/s
Thermische diffusiteitsformule
De vergelijking van thermische diffusie wordt gegeven door,
α = k/ρ
Waar,
α is thermische diffusie,
k is thermische geleidbaarheid (w / mK)
? is de dichtheid van het materiaal (kg/m3)
Cp is de soortelijke warmte (J / kg · k)
Thermische diffusie van water
De thermische diffusie van water verandert met temperatuur en druk. Als we de toestand van de atmosferische druk beschouwen, worden de thermische geleidbaarheidswaarden met temperatuur gegeven zoals in de onderstaande tabel.
Thermische diffusie van lucht
De thermische diffusie van lucht met temperatuur verandering is weergegeven in de bovenstaande tabel. Over het algemeen is de thermische diffusie van gas in de praktijk meer dan vloeibaar. we zullen studeren is meer in het volgende onderwerp.
Thermische diffusie
Thermische diffusie van stof is de relatieve beweging van de moleculen als gevolg van temperatuurgradiënt.
Thermische diffusie van aluminium
De thermische diffusie van aluminiummateriaal wordt gegeven als 9.7 * 10-5 m2/s
Flash-methode Thermische diffusie
De flitsmethode wordt gebruikt om de thermische diffusie van het materiaal te bepalen. De stralingsenergiepuls van korte duur wordt door het monster geleid. De laser- of lichtflitslampbron wordt gebruikt voor stralingsenergie. Het stuk zal de uitgezonden energie absorberen. Het proces wordt herhaald voor het monster. Door deze uitgezonden straling is er een temperatuurstijging van het materiaalmonster. De infrarood temperatuurdetector registreert deze temperatuurstijging.
De duur van het gemeten signaal wordt berekend. De thermische diffusie kan worden gevonden met de volgende vergelijking.
α = 0.1388/liter2(t2)
=
Waar L de monsterdikte is,
t / 2 is de rust,
we kunnen thermische diffusie, soortelijke warmte en dichtheid vinden met behulp van de flitsmethode.
Het schematische diagram van de flitsmethode wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding
Hoe thermische diffusie te meten
De thermische diffusie kan worden gemeten met behulp van de flitsmethode zoals hierboven besproken. bij deze methode wordt aan het ene uiteinde de korte energiepuls uitgestraald en aan het andere uiteinde de temperatuurstijging berekend.
Warmtegeleidingsvermogen en thermische diffusie
Om onderscheid te maken tussen thermische geleidbaarheid en thermische diffusie, kunt u twee materialen overwegen met dezelfde thermische geleidbaarheid maar met een verschillende thermische diffusie. Beide maken dezelfde warmtestroom mogelijk in de stabiele toestand. Aan het begin van het warmteoverdrachtsproces zal het materiaal met een hogere thermische diffusie eerst een stabiele toestand bereiken in vergelijking met ander materiaal, aangezien het minder warmte-energie vasthoudt. Warmte-energie dringt snel door dit materiaal, maar nadat het een stabiele toestand heeft bereikt, zal de warmtestroom hetzelfde zijn. Onthoud ook dat het materiaal met minder thermische diffusie meer tijd nodig heeft om de stabiele toestand te bereiken.
Meettechnieken voor thermische diffusie
Er zijn hoofdzakelijk drie soorten meettechnieken voor thermische diffusie.
- Flash-methode
- Interferometrie van thermische golven
- Thermografische methode
Thermische diffusie van asfalt
De thermische diffusie van het asfalt (Ah-70) is 0.123 mm2/ s,
Asfalt (Ah-90) 0.128 mm2/s
Thermische diffusie van rubber
Het thermische diffusievermogen van het rubbermateriaal ligt in het bereik van 0.089-0.13 mm2/s
Thermische diffusiteitswaarden
De thermische diffusiewaarden voor verschillende materialen worden gegeven in de onderstaande tabel. De waarden zijn veranderingen met eigenschappen zoals temperatuur. Deze waarden zijn gegeven voor standaard temperatuur en druk.
Symbool voor thermische diffusie
Het symbool van thermische diffusie is α
De hoogste thermische diffusie is van
De hoogste thermische diffusie is van puur zilver 165.63 mm2 / met
Thermische diffusie van zand
De thermische diffusie van droog zand varieerde van 0.6 * 10-7 tot 7.0 * 10-7 m2/ S
Warmteoverdracht door thermische diffusie
Er zijn drie manieren van warmtegeleiding, convectie en straling. Warmtegeleiding is afhankelijk van de twee belangrijkste eigenschappen. Een daarvan is thermische geleidbaarheid en thermische diffusie. Thermische geleidbaarheid is een bekende eigenschap, maar thermische diffusie is niet goed bekend. Het definieert de snelheid van warmteoverdracht door een bepaald medium.
De snelheid van warmteoverdracht is sneller als de thermische diffusie hoger is. Thermische diffusie is het balanceren tussen het medium van warmteoverdracht en warmteopslag.
De thermische diffusiteiten voor gassen zijn over het algemeen
De thermische diffusiteit van gassubstantie wordt meer gevonden dan vloeibare substantie
Thermische diffusiecoëfficiënt
Het is een van de fysieke parameters die de afhankelijkheid van de massadiffusiestroom van het mengsel beschrijft. Met andere woorden, de thermische diffusiecoëfficiënt is de verhouding van een temperatuurgradiënt tot de absolute temperatuur.
Thermische diffusie betekenis
Thermische diffusie van stof is de relatieve beweging van de moleculen als gevolg van temperatuurgradiënt.
Glas Thermische diffusie
De thermische diffusie van glas is 0.34 * 10-6 m2/ s bij normale atmosferische omstandigheden.
Roestvrij staal Thermische diffusie
De thermische diffusie van roestvrij staal bij 100 ° C is 4.55 * 10-6 m2/s
Thermische diffusieverhouding
De thermische diffusieverhouding is de verhouding van de thermische diffusiecoëfficiënt tot de concentratiecoëfficiënt.
Veelgestelde vragen
Thermische diffusie van gas versus vloeistof
De thermische diffusiteit van gassubstantie wordt meer gevonden dan vloeibare substantie
Welk materiaal heeft de hoogste thermische diffusie
De meest verhoogde thermische diffusie is van puur zilver 165.63 mm2 / met
Toepassing van thermische diffusie
De geleidingswarmteoverdracht in elk apparaat vereist de studie van thermische diffusie. De industrieën gebruiken de analyse van thermische diffusie om de warmteoverdrachtssnelheid te optimaliseren.
Als we een bepaald voorbeeld nemen, dan is isolatie een voorbeeld. Bij isolatie is de thermische diffusie van het materiaal minimaal, zodat het maximale warmtestroom kan weerstaan.
We gebruiken computers, laptops en andere elektronische gadgets. Weet jij wat de methode is om warmte uit apparaten te halen? Ja, het zijn koellichamen.
Koellichaam vereist een hogere thermische diffusie om snellere warmte van alle gadgets over te dragen.
Een toename van de warmteoverdracht in elektronica verslechtert de prestaties. Het materiaal met hogere thermische diffusie moet worden gebruikt om de prestatie in dat geval te verbeteren.
Thermische diffusie van beton
De thermische diffusie van het beton is 0.75 * 10 -6 m2/s
Wat is de fysieke betekenis van thermische diffusie?
Thermische diffusie kan worden gedefinieerd als de verhouding tussen de thermische geleidbaarheid van de stof en de warmteopslagcapaciteit van de stof.
De verhouding bepaalt dat de gegenereerde warmte met een bepaalde snelheid wordt verspreid. De hogere waarde van thermische diffusie geeft aan dat de tijd die nodig is voor warmtediffusie minder is. De studie van de vergelijking van thermische diffusie kan mogelijk zijn door de hogere waarde van thermische geleidbaarheid of de lagere waarde van warmtecapaciteit.
Thermische diffusie is nuttig voor meer onverwachte warmteoverdrachten. Bij stabiele warmteoverdracht is de thermische geleidbaarheid voldoende om te bestuderen.
Waarom is de thermische diffusie van gas groter dan van vloeistof, ook al is de thermische geleidbaarheid van de vloeistof groter dan van gassen?
Thermische diffusie betekent het vermogen van een materiaal om warmte over te dragen en de warmte in een onstabiele toestand op te slaan. Een snellere warmteoverdracht is mogelijk als de thermische diffusie hoger is. De lagere thermische diffusie van materiaal betekent de opslag van warmte erin.
Gas heeft een lage volumetrische warmtecapaciteit vanwege de lage dichtheid. Vanwege de lage volumetrische warmtecapaciteit is de waarde van thermische diffusie hoog.
Vloeistof heeft een hoge warmtecapaciteit in vergelijking met gas; vandaar dat de thermische diffusie in de vloeistof lager is.
Wat is de volgorde van thermische diffusie voor vaste stof, vloeistof en gas?
De volgorde van thermische diffusie in vaste stof, vloeistof en gas zoals hieronder getoond,
Gas> Vloeistof> Vast
Wat is het verschil tussen momentumdiffusie en thermische diffusie?
Momentum diffusie
Het kan worden beschouwd als de kinematische viscositeit van de vloeistof, dat wil zeggen het vermogen van de vloeistof om het momentum te laten stromen. Momentumdiffusie vindt plaats door schuifspanning in een vloeistof. Schuifspanning veroorzaakt een willekeurige en willekeurige beweging van moleculen.
Thermische diffusie
Het kan worden gedefinieerd als thermische geleidbaarheid gedeeld door de vermenigvuldiging van dichtheid en specifieke warmtecapaciteit (wanneer de druk constant is). Het meet de warmteoverdrachtssnelheid voor een bepaald materiaal van de hete kant naar de koele kant. Het is analoog aan de vraag of een bepaald materiaal ‘koel aanvoelt’.
Hoe is het Prandtl-getal gerelateerd aan kinematische viscositeit en thermische diffusie?
De Prandtl-nummer is dimensieloos. Het kan worden gegeven als de verhouding van momentumdiffusiviteit (het is kinematische viscositeit zoals hierboven uitgelegd) tot thermische diffusiviteit.
Het kan in vergelijking worden geformuleerd als,
Pr = v/α
Pr = Prandtl-nummer
V = momentum diffusiteit (m2/ s)
α = thermische diffusie (m2/ s)
MCQ's
Thermische diffusie is de _________
(a) Dimensieloze parameter (b) Functie van warmte (c) Fysieke eigenschap van het materiaal
(d) Al het bovenstaande
De thermische diffusie van een materiaal is __________________?
(a) recht evenredig met thermische geleidbaarheid (k)
(b) omgekeerd evenredig met de dichtheid van een materiaal
(c) omgekeerd evenredig met de soortelijke warmte
(D) alle bovenstaande
(e) geen van bovenstaande
Zoek de verkeerde bewering: specifieke warmte van een materiaal ______________.
(a) Constante voor een materiaal (b) Warmtecapaciteit per massa-eenheid
(C) Extrinsiek eigendom (d) Heeft eenheden als J / kg-K.
Wat is een eenheid van thermische diffusie?
(a) m / uur
(B) m² / u
(c) m / hk
(d) m² / hk
Thermische diffusie van vaste stof is minder dan vloeistof.
(A) Waar
(b) Onjuist
De thermische diffusie is hoger in …….
(a) Rubber
(B) Leiden
(c) IJzer
(d) Beton
De thermische diffusie is lager in ......
(A) Rubber
(b) Lood
(c) Aluminium
(d) IJzer
Vind meer artikelen over verwant onderwerp klik hier
Ik ben Deepak Kumar Jani, bezig met een doctoraat in mechanisch-hernieuwbare energie. Ik heb vijf jaar onderwijservaring en twee jaar onderzoekservaring. Mijn interessegebieden zijn thermische techniek, autotechniek, mechanische metingen, technische tekeningen, vloeistofmechanica enz. Ik heb een patent aangevraagd op "Hybridisatie van groene energie voor energieproductie". Ik heb 17 onderzoeksartikelen en twee boeken gepubliceerd.
Ik ben blij deel uit te maken van Lambdageeks en wil graag een deel van mijn expertise op een simplistische manier aan de lezers presenteren.
Naast academici en onderzoek houd ik ervan om door de natuur te dwalen, de natuur vast te leggen en mensen bewust te maken van de natuur.
Zie ook mijn You-tube Kanaal over “Invitation from Nature”
