Isı Transfer Yöntemleri ve Isı İletkenlik Katsayısının Önemi

0
1108

Bu yazımda ısı transfer formları ve ısı iletkenlik katsayının öneminden bahsedeceğim.

Isı: Belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle geçen enerjidir. SI birim sistemindeki birimi joule’dür.

Isı geçişinin üç ana formu vardır.

  • İletim (Kondüksiyon)
  • Taşınım (Konveksiyon)
  • Işınım (Radyasyon)

Isı iletimi: Bir cismin farklı sıcaklıktaki bölgeleri arasında, birbirleriyle temas halindeki parçacıkların, yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine doğru ısının geçmesidir. Bu transfer şekli Fourier Kanunu ile ifade edilir.

Taşınım: Katı bir yüzey ve ona komşu olan hareket halindeki akışkan arasında gerçekleşen ısı transfer şeklidir. Bu transfer şekli Newton Soğuma Yasası ile ifade edilir.

Işınım: Bir maddeden yapısındaki atomların veya moleküllerinin elektronik şekillerinde meydana gelen değişimler sonucunda enerjinin elektromanyetik dalgalar halinde yayılmasıdır. Bu transfer şekli Stefan-Boltzmann Yasası ile ifade edilir.

Genellikle katılar, ısıyı akışkanlardan daha iyi iletirler. Akışkanlar katılardan farklı olarak kayma gerilmesi taşırlar ve akışkanlarda ısı geçişi daha çok taşınım yoluyla gerçekleşir. Durgun bir akışkan da ısı geçişi sadece iletim yoluyla gerçekleşir.

Altın, gümüş, bakır vb. ısıyı en iyi ileten maddeler; toprak, tahta, bakalit, cam yünü, plastik vb. maddeler ise yalıtkan maddelerdir.

isi-yalitkani-maddeler

Malzemelerin ısıl özelliklerinin bilinmesi, malzemenin kullanıldığı yerde optimum performansa ulaşması konusunda oldukça önemlidir. Uzun yıllardır bu amaçla geliştirilen birçok ölçüm tekniği kullanılmaktadır. Mevcut tekniklerle malzemelerin ısıl özellikleri (ısıl iletkenlik katsayısı, özgül ısı, ısıl geçirgenlik) ölçülebilmektedir. Özellikle son dönemde geliştirilen malzemelerin mikro ve makro seviyedeki iç yapısında karmaşıklar bulunmaktadır. Bu koşulda doğru ölçüm yapabilmek zorlaşmaktadır.

isi-iletkeni-maddelerBuhar kazanları, yoğuşturucular (kondanser), buharlaştırıcılar (evaporatör), ısı değiştiricileri vb. imalatında kullanılacak malzemenin ısı iletim katsayısının bilinmesi gerekir.

Isı iletkenlik katsayısı ne kadar küçük olursa ısı kaybı da o kadar az olur.

Son yıllarda binaların enerji verimliliğine olan bilimsel ilgi artmaya başladı. Pek çok ülkede enerji tüketiminin büyük bir yüzdesi binaların ısıtılması ve soğutulması için kullanılmaktadır.

Söz konusu bu enerjinin etkin kullanımı ısı yalıtımı ile söz konusudur. Isı yalıtım malzemesinin seçimi veya yeni bir malzemenin imalatı bu konuda oldukça önemlidir. Yeni bir malzemenin imalatı veya malzeme seçimi yaptıktan sonraki hesapların yapılabilmesi için o malzemenin ısı iletim katsayısının bilinmesi gerekir.

Düşünceleriniz Nedir?