Konveksiyon ve İletim Arasındaki Fark

İçindekiler:

Ana Fark - Konveksiyon ve İletim
İletim Nedir?
Konveksiyon Nedir?
Konveksiyon ve İletim Arasındaki Fark

Ana Fark - Konveksiyon ve İletim

Konveksiyon ve iletim ikisi de ısı transfer mekanizmasıdır. NS asıl fark konveksiyon ve iletim arasındaki fark şu ki, benn konveksiyon, ısı bir kütle akışı yoluyla aktarılır iken, iletimde, ısı parçacıkların çarpışması yoluyla aktarılır malzemeyi oluşturan şey.

İletim Nedir?

Maddeyi oluşturan parçacıklar her zaman hareket halindedir. Sıcaklık arttığında, parçacıklar daha büyük kinetik enerjilere sahiptir ve sonuç olarak daha büyük genliklerle titreşirler. İletim sırasında, titreşen bir parçacık komşu parçacığı vurur ve bu parçacığa enerji verir. Bu parçacık şimdi daha büyük bir genlikle titreşiyor ve başka bir komşu atomla çarpışarak ona enerji veriyor. Bu enerji aktarım süreci, bir nesnenin bir ucundan diğer ucuna kadar devam edebilir. Parçacıkların kinetik enerjisindeki bir artış, fiziksel olarak sıcaklıkta bir artış olarak ortaya çıktığından, nesne boyunca parçacıkların kinetik enerjilerindeki kademeli artışa, nesne boyunca sıcaklıkta kademeli bir artış eşlik eder. Parçacıkların çarpışması sonucu ısının aktarıldığı bu işleme denir. iletim.

Bir malzemenin ısıyı iletim yoluyla iletme yeteneği, iletkenliği ile karakterize edilir. Isı transfer hızı,

veya sıcaklık farkı olan iki nesne arasındaki ısı akımı

tarafından verilir

nerede

sırasıyla ısı aktaran iletkenin kesit alanı ve uzunluğudur. Mektup

bu termal iletkenlik, W m birimleriyle ölçülür^-1 K^-1.

Denklemden görüldüğü gibi, ısı transfer hızı iletkenin sıcaklık farkı ve kesit alanı ile doğru, iletkenin uzunluğu ile ters orantılıdır. Termal iletkenliğin değeri, malzemenin mikroskobik özelliklerine bağlıdır. Metaller iyi termal iletkenlerdir çünkü enerjiyi aktarmak için serbestçe çarpışabilen çok sayıda serbest elektron içerirler. Bu esnada kafesi oluşturan iyonlar da sabit konumlar etrafında titreşerek çarpışır ve ısıyı iletir. Bununla birlikte, metallerdeki ısı transferinin çoğundan serbest elektronlar sorumludur.

Konveksiyon Nedir?

Konveksiyon, malzemenin kütle akışı yoluyla malzemelerdeki ısı transfer mekanizmasıdır. Burada, ısıyı aktarmak için malzemenin parçaları hareket eder - yani malzeme içinde bir kütle aktarımı vardır. Tipik olarak, konveksiyon sıvılarda meydana gelir. Bununla birlikte, levha tektoniğinde olduğu gibi, bazen katılarda konveksiyonun etkileri görülebilir. Aşağıdaki şema, bir fincan kahveden yükselen buharın oluşturduğu dönen konveksiyon modellerini göstermektedir:

Bir fincan sıcak sıvıdan yükselen buharda oluşmaya başlayan konveksiyon akımları

Konveksiyon karmaşık bir süreçtir ve onu tam olarak açıklayan basit bir denklem yoktur. Bununla birlikte, bir sıvının katı bir yüzey kullanılarak ısıtıldığı durumlar için bir yaklaşımdan yararlanabiliriz. Bu durumlarda ısı transfer hızı

tarafından verilir,

nerede

ısının aktarıldığı yüzey alanıdır,

katının sıcaklığı,

havanın sıcaklığıdır.

olarak bilinir konvektif ısı transfer katsayısı. Bu katsayı, sıvının yoğunluğu, viskozitesi ve akış hızı dahil olmak üzere bir dizi özelliğe bağlıdır. Konvektif ısı transfer katsayısı birimi W m'dir.^-2 K^-1.

Konveksiyon yoluyla ısı aktaran akışkanların aynı zamanda iletim yoluyla da ısı aktardığına dikkat edin. İletim çok etkili ise, konveksiyonel akımların oluşumunu engelleyebilir ve konvektif ısı transferini engelleyebilir. Bir akışkan için baskın ısı transfer mekanizmasının iletim mi yoksa taşınım mı olduğu, olarak bilinen bir sayı hesaplanarak bulunabilir. Rayleigh numarası.

Aşağıdaki şema, üç tip ısı transfer mekanizmasının her birinin baskın olduğu durumları göstermektedir.