Tepelná efuzivita - Thermal effusivity

v termodynamika, tepelná efuzivita, tepelná setrvačnost nebo tepelná odezva materiálu je definována jako druhá odmocnina produktu materiálu tepelná vodivost a jeho objemová tepelná kapacita.^[1]^[2]

{displaystyle e = {sqrt {left (lambda ho c_ {ext {p}} ight)}}}

Čidlo tepelné efuzivity se obvykle používá k přímému měření materiálů.

Tady, ${displaystyle lambda}$ je tepelná vodivost, ${displaystyle ho}$ je hustota a ${displaystyle c_ {ext {p}}}$ je specifická tepelná kapacita. Produkt z ${displaystyle ho}$ a ${displaystyle c_ {ext {p}}}$ je známý jako objemová tepelná kapacita.

Tepelná efuzivita materiálu je měřítkem jeho schopnosti výměny Termální energie s okolím.

Pokud dva napůl nekonečné^[i] těla zpočátku při teplotách ${displaystyle T_ {1}}$ a ${displaystyle T_ {2}}$ jsou přivedeny do dokonalého tepelného kontaktu, teploty na kontaktní ploše ${displaystyle T_ {m}}$ bude dáno jejich relativními výpustnostmi.^[3]

{displaystyle T_ {m} = T_ {1} + vlevo (T_ {2} -T_ {1} vpravo) {frac {e_ {2}} {e_ {2} + e_ {1}}} = {frac {e_ {1} T_ {1} + e_ {2} T_ {2}} {e_ {1} + e_ {2}}}}

Tento výraz platí vždy pro polo nekonečná těla v dokonalém tepelném kontaktu. Je to také dobrý první odhad počáteční kontaktní teploty pro konečná tělesa.

Přímé měření tepelné efuzivity lze provádět pomocí speciálních senzorů, jak je znázorněno na obrázku.

Tepelná účinnost vs. tepelná účinnost ^[4]

„Thermal effusance“, je nově vytvořený termín jako výsledek některých diskusí v rámci ASTM, kde konkrétní výzkumný pracovník z Velké Británie rozhodl, že neakceptuje běžný termín tepelná efuzivita a vynalezl svůj vlastní termín „tepelná efuzance“. Rozdíl rozlišuje takto: „Tepelná efuzivita materiálu je mírou jeho schopnosti směňovat tepelnou energii s okolím. I když množství tepelné efuzivity lze vyjádřit v objemových vlastnostech e = √k ∙ ρ ∙ Cρ když se měří, neměřuje se to z hlediska objemových vlastností. “Vzhledem k logice tohoto argumentu lze totéž říci o dalších vlastnostech přenosu tepla, jako je tepelná vodivost. Rozdíl je řešen v porozumění, že při měření nepevného sypkého materiálu hodnoty jsou typicky popsány jako „efektivní“ tepelná efuzivita a „účinná“ tepelná vodivost.

Aplikace

Jednou z aplikací tepelné efuzivity je kvazi-kvalitativní měření chladu nebo tepla na materiálech na textiliích a tkaninách. Když se textilie nebo tkanina měří z povrchu s krátkými zkušebními časy jakoukoli přechodnou metodou nebo nástrojem, měřená efuzivita zahrnuje různé mechanismy přenosu tepla, včetně vodivosti, konvekce a záření, stejně jako kontaktní odpor mezi senzorem a vzorkem.

Viz také

Reference

^ tj. jejich tepelná kapacita je dostatečně velká, aby se jejich teploty v důsledku tohoto přenosu tepla měřitelně nezměnily

^ Odkaz definující různé tepelné vlastnosti
^ Williams, F. A. (2009). "Zjednodušená teorie pro doby zapálení hypergolických zgelovatěných pohonných hmot". J. Pohon a síla. 25 (6): 1354–1357. doi:10.2514/1.46531.
^ Baehr, H.D .; Stephan, K. (2004). Wärme- und Stoffübertragung 4. Auflage. Springer. str. 172. doi:10.1007/978-3-662-10833-8. ISBN 978-3-662-10834-5.
^ „Tepelná účinnost vs. tepelná účinnost“. Tepelná účinnost. 2019-10-11.

externí odkazy

"Přenos tepla". Hyperfyzika.

[3] tj. jejich tepelná kapacita je dostatečně velká, aby se jejich teploty v důsledku tohoto přenosu tepla měřitelně nezměnily

[1] Odkaz definující různé tepelné vlastnosti

[2] Williams, F. A. (2009). "Zjednodušená teorie pro doby zapálení hypergolických zgelovatěných pohonných hmot". J. Pohon a síla. 25 (6): 1354–1357. doi:10.2514/1.46531.

[4] Baehr, H.D .; Stephan, K. (2004). Wärme- und Stoffübertragung 4. Auflage. Springer. str. 172. doi:10.1007/978-3-662-10833-8. ISBN 978-3-662-10834-5.

[5] „Tepelná účinnost vs. tepelná účinnost“. Tepelná účinnost. 2019-10-11.

[1]

[2]

[i]

[3]

[4]