Termisk diffusivitet

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. december 2021; checks kræver 2 redigeringer .

Termisk diffusivitet (termisk diffusivitet) er en fysisk kraft, der karakteriserer sammenligningshastigheden (udligning) af temperaturen af et stof i termiske processer uden ligevægt. Numerisk lig med forholdet mellem termisk ledningsevne og specifik varmekapacitet ved konstant tryk .

I SI måles det i m²/s.

Normalt betegnet med et græsk bogstav : $\alfa$

\alpha ={\frac {\varkappa }{c_{p}\rho )),

hvor er den termiske diffusivitet;

\alfa

\varkappa

- termisk ledningsevne ;

c_p

er isobarisk specifik varme ;

\rho

- tæthed .

Termisk diffusivitet er inkluderet som en koefficient i differentialligningen for udbredelsen af varme i legemer:

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \nabla ^{2}T=f(\mathbf {r} ,\ t),

$f(\mathbf {r} ,\ t)$ er en funktion af varmekilder, eller den samme ligning skrevet i kartesiske koordinater :

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \left({\frac {\partial ^{2}T}{\partial x^{2))}+{\frac { \partial ^{2}T}{\partial y^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}T}{\partial z^{2}}}\right)=f(x,\ y,\z,\t).

Termisk diffusivitet og termisk ledningsevne er to af de vigtigste parametre for stoffer og materialer, da de beskriver processerne for varmeoverførsel og temperaturændringer i dem.

Værdien af den termiske diffusivitet afhænger af stoffets beskaffenhed. Væsker og gasser har relativt lav termisk diffusivitet. Metaller har på den anden side en højere termisk diffusivitetskoefficient.

Termisk diffusivitet af nogle stoffer og materialer

Materiale	termisk diffusivitet (m²/s)
Luft (300K)	1,9 × 10 −5
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) ved 20°C	74,2 × 10 -6
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) ved 20°C	44,0 × 10 -6
Ethanol	7 × 10 -8
Aluminium	8,418 × 10 -5
Aluminiumoxid	1,20 × 10 −5
Aluminiumslegering 6061-T6	6,4 × 10 -5
Argon (23°С, 1 atm)	2,2×10 −5
adobe mursten	2,7 × 10 -7
Keramisk mursten	5,2 × 10 -7
Kulstof ( komposit ) (25 °C)	2,165 × 10 -4
Kobber (25°C)	1,11 × 10 −4
Vinduesglas _	3,4 × 10 -7
Guld	1,27 × 10 -4
Helium (23°C, 100 kPa)	1,9×10 −4
Brint (23°С, 100 kPa)	1,6×10 −4
Inconel 600 (25°C)	3,428 × 10 -6
Jern	2,3 × 10 −5
Molybdæn (99,95%) (25°C)	54,3 × 10 -6
Nitrogen (23°C, 100 kPa)	2,2×10 −5
Nylon	9 × 10 -8
Motorolie (100 °C)	7,38× 10−8
Paraffin (25 °C)	0,081 × 10-6
Polycarbonat (25°C)	0,144 × 10-6
Polypropylen (25°C)	0,096 x 10-6
PTFE ( fluoroplast ) (25 °C)	0,124 × 10-6
PVC ( polyvinylchlorid )	8 × 10 −8
Pyrolytisk grafit , vinkelret på lagene	3,6 × 10 -6
Pyrolytisk grafit , parallelt med lagene	1,22 × 10 −3
Kvarts	1,4 × 10 −6
Gummi	0,89 - 1,3 x 10 -7
Sandsten	1,12-1,19 × 10 −6
Si3N4 ( siliciumnitrid ) ( 26 ° C )	9,142 × 10 -6
Si 3 N 4 med carbon nanorør (26 °C)	8,605 × 10 -6
Silicium	8,8 × 10 -5
Siliciumdioxid ( kvarts )	8,3 × 10 -7
Sølv (99,9 %)	1,6563 × 10 -4
Stål , 1% kulstof	1,172 × 10 -5
Rustfrit stål 304A (27°C)	4,2 × 10 -6
Rustfrit stål 310 (25°C)	3.352 × 10 -6
Tin	4,0 × 10 -5
Vand (25°C)	0,143 × 10-6
Vanddamp (1 atm, 400 K)	2,338 × 10 -5
Træ (fyr)	8,2 × 10 -8

Litteratur

Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Varmeoverførsel. M.: Energi 1969

Sivukhin DV Termodynamik og molekylær fysik (Generelt kursus i fysik; bind II ). Moskva: Nauka, 1990.

Links

Termisk diffusionsevne, specifik varme og termisk ledningsevne af aluminiumoxid og Pyroceram 9060 (engelsk) (ikke tilgængeligt link) . Center for Advanced Life Cycle Engineering. Hentet 1. juni 2011. Arkiveret fra originalen 13. august 2011.