Поделиться:
Что такое теплопроводящие материалы?
теплопроводящие материалы это те, которые позволяют эффективно передавать тепло между поверхностью (или жидкостью) с высокой температурой и более низкой температурой.
Теплопроводящие материалы используются в различных областях техники. Среди наиболее важных применений - создание холодильного оборудования, оборудования для отвода тепла и вообще любого оборудования, которое требует теплообмена в своих процессах..
Те материалы, которые не являются хорошими проводниками тепла, известны как изоляторы. Среди наиболее используемых изоляционных материалов - пробка и дерево..
Часто материалы, хорошо проводящие тепло, также являются хорошими проводниками электричества..
Некоторые примеры хороших проводящих материалов тепла и электричества - алюминий, медь и серебро среди других.
Различные материалы и их соответствующие свойства теплопроводности можно найти в руководствах по химии, в которых обобщены экспериментальные результаты вождения, сделанные в этих материалах..
Теплопроводность
Проводимость - это теплопередача, которая происходит между двумя слоями одного и того же материала или между поверхностями, контактирующими с двумя материалами, которые не обмениваются веществом..
В этом случае передача тепла в материалах происходит благодаря молекулярным ударам, которые происходят между слоями или поверхностями..
Молекулярные шоки позволяют обмен внутренней и кинетической энергии между атомами материала.
Таким образом, слой или поверхность с атомами с более высокой внутренней энергией и кинетической энергией переходит на слои или поверхности с более низкой энергией, таким образом, повышая температуру этих.
Различные материалы имеют разную молекулярную структуру, что означает, что не все материалы имеют одинаковую способность проводить тепло.
Теплопроводность
Чтобы выразить способность материала или жидкости проводить тепло, используется физическое свойство «теплопроводность», которое обычно обозначается буквой К.
Теплопроводность - это свойство, которое должно быть найдено экспериментально. Экспериментальные оценки теплопроводности для твердых материалов относительно просты, но процесс сложен для твердых веществ и газов.
Теплопроводность для материалов и жидкостей сообщается для количества материала с площадью потока 1 квадратный фут, толщиной 1 фут, в течение одного часа при разнице температур 1 ° К..
Теплопроводящие материалы
Хотя теоретически все материалы могут передавать тепло, некоторые имеют лучшую проводимость, чем другие.
В природе существуют такие материалы, как медь или алюминий, которые являются хорошими проводниками тепла, однако материаловедение, нанотехнологии и инженерия позволили создать новые материалы с хорошими свойствами вождения..
В то время как теплопроводящий материал, такой как медь, встречающийся в природе, имеет теплопроводность 401 Вт / км, сообщалось об углеродных нанотрубках, изготовленных с теплопроводностью около 6600 Вт / км..
Значения теплопроводности для различных материалов можно увидеть в следующей таблице:
ссылки
- Бербер С. Квон Ю. Томанек Д. Необычная и высокая теплопроводность углеродных нанотрубок. Физические Обзоры Письма. 2000; 84: 4613
- Чен Q. и соавт. Альтернативный критерий оптимизации теплообмена. Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Теплопроводность материалов. Метрологический симпозиум.
- Кауфман В.С. Боте Д.Мейер С.Д. Теплоизоляционные свойства материалов для одежды Qutdoor. Наука. 1982; 215 (4533): 690-691.
- Керн Д. 1965. Процессы теплообмена. McGraw Hill.
- Merabia S. et al. Теплообмен от наночастиц: анализ соответствующего состояния. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Салунхе П. Б. Джая Кришна Д. Исследования по скрытым теплоаккумулирующим материалам для солнечной воды и отопления помещений. Журнал накопления энергии. 2017; 12: 243-260.