Dyfuzyjność cieplna - Thermal diffusivity

W analizie wymiany ciepła dyfuzyjność cieplna to przewodność cieplna podzielona przez gęstość i pojemność cieplną właściwą przy stałym ciśnieniu. Mierzy szybkość przenoszenia ciepła materiału z gorącego końca do zimnego końca. Ma jednostkę pochodną w układzie SI : m ² / s . Dyfuzyjność cieplna jest zwykle oznaczana jako α, ale używane są również a , h, κ ( kappa ), K i D.

Formuła jest następująca:

${\ displaystyle \ alpha = {\ Frac {k} {\ rho c_ {p}}}}$

gdzie

• ${\ displaystyle k}$ jest przewodnością cieplną (W / (m · K))
• ${\ displaystyle c_ {p}}$ to ciepło właściwe (J / (kg · K))
• ${\ displaystyle \ rho}$ to gęstość (kg / m ³ )

Razem można rozpatrywać objętościową pojemność cieplną (J / (m ³ · K)). ${\ displaystyle \ rho c_ {p} \,}$

Jak widać w równaniu ciepła ,

${\ Displaystyle {\ Frac {\ częściowe T} {\ częściowe t}} = \ alfa \ nabla ^ {2} T}$ ,

jednym ze sposobów spojrzenia na dyfuzyjność cieplną jest stosunek pochodnej temperatury od czasu do jej krzywizny , określający ilościowo szybkość, z jaką wklęsłość temperatury jest „wygładzana”. W pewnym sensie dyfuzyjność cieplna jest miarą bezwładności cieplnej . W substancji o wysokiej dyfuzyjności cieplnej ciepło przepływa przez nią szybko, ponieważ substancja szybko przewodzi ciepło w stosunku do jej objętościowej pojemności cieplnej lub „masy cieplnej”.

Dyfuzyjność cieplna jest często mierzona metodą błyskową . Polega ona na podgrzaniu paska lub cylindrycznej próbki krótkim impulsem energii na jednym końcu i przeanalizowaniu zmiany temperatury (zmniejszenie amplitudy i przesunięcia fazowego impulsu) w niewielkiej odległości.

Dyfuzyjność cieplna wybranych materiałów i substancji

Zobacz też

• Równanie ciepła
• Analiza błysku laserowego
• Termodyfuzja
• Płynność termiczna
• Termiczna stała czasowa

Bibliografia