Põhiline erinevus soojusjuhtivuse ja difusioonivõime vahel on see, et soojusjuhtivus viitab materjali võimele juhtida soojust, samas kui termiline difusioon viitab materjali soojusülekande kiiruse mõõtmisele selle kuumast otsast soojusjuhtivuseni. külm lõpp.
Soojusjuhtivus ja soojusdifuusioon on kaks terminit, mis kirjeldavad soojusülekannet läbi konkreetse materjali.
Mis on soojusjuhtivus?
Soojusjuhtivus on termin, mis kirjeldab konkreetse materjali võimet juhtida soojust läbi enda. Seda terminit saab tähistada kolmel viisil: k, λ või κ. Tavaliselt on kõrge soojusjuhtivusega materjalil kõrge soojusülekande kiirus. Näiteks metallidel on tavaliselt kõrge soojusjuhtivus ja need juhivad väga tõhus alt soojust. Samamoodi on isolatsioonimaterjalidel, nagu vahtpolüstürool, madal soojusjuhtivus ja neil on madal soojusülekande kiirus. Seetõttu saame jahutusradiaatorites kasutada kõrge soojusjuhtivusega materjale, samas kui soojusisolatsioonirakendustes saame kasutada madala soojusjuhtivusega materjale. Lisaks on "soojustakistus" soojusjuhtivuse pöördväärtus.
Matemaatiliselt saame soojusjuhtivust väljendada kujul q=-k∇T, kus q on soojusvoog, k on soojusjuhtivus ja ∇T on temperatuurigradient. Nimetame seda "soojusjuhtivuse Fourier' seaduseks".
Soojusjuhtivust saame määratleda kui energia transporti, mis on tingitud juhuslikust molekulaarsest liikumisest läbi temperatuurigradiendi. Seetõttu saame eristada seda terminit energia transpordist konvektsiooni ja molekulaarse töö kaudu, kuna see ei hõlma mikroskoopilisi voogusid ega sisepingeid, mis toimivad.
Kui arvestada soojusjuhtivuse mõõtühikuid, on SI ühikud "Watts per meter-Kelvin" või W/m. K. Inglise ühikutes saame soojusjuhtivust mõõta BTU/(h.ft.°F), kus BTU on Briti soojusühik, h on aeg tundides, ft on vahemaa jalamil ja F on temperatuur Fahrenheiti ühikutes. Lisaks on materjali soojusjuhtivuse mõõtmiseks kaks peamist viisi: püsiseisundi ja siirdemeetodid.
Mis on termiline difusioon?
Termiline difusioon on materjali soojusülekande kiiruse mõõt kuumast otsast külma otsa. Seetõttu on see materjali soojusjuhtivus jagatud tiheduse ja erisoojusmahuga konstantsel rõhul. Selle parameetri mõõtühik on m2/s. See on SI-st tuletatud ühik. Tavaliselt saame seda terminit tähistada kui α. Kuid on ka teisi sümboleid. Termilise difusiooni matemaatiline avaldis on järgmine:
α=k/ρcp
Siin on k soojusjuhtivus, cp on erisoojusmahtuvus ja ρ si tihedus. ρcp koos nimetatakse aga mahuliseks soojusmahtuvuseks.
Kõige sagedamini mõõdetakse termilist difusiooni kiirmeetodil, mis hõlmab materjaliproovi riba või silindrilise osa kuumutamist lühikese energiaimpulsiga ühes otsas ja temperatuurimuutuse analüüsimist lühikese vahemaa kaugusel.
Mis vahe on soojusjuhtivusel ja difusioonivõimel?
Soojusjuhtivus ja soojusdifuusioon on kaks terminit, mis kirjeldavad soojusülekannet läbi konkreetse materjali. Peamine erinevus soojusjuhtivuse ja difusioonivõime vahel on see, et soojusjuhtivus viitab materjali võimele soojust juhtida, samas kui termiline difusioon viitab materjali soojusülekande kiiruse mõõtmisele selle kuumast otsast külma otsa.
Allpool infograafikat on tabelid soojusjuhtivuse ja hajuvuse vahelised erinevused kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – soojusjuhtivus vs difusioon
Soojusjuhtivus ja soojusdifuusioon on kaks terminit, mis kirjeldavad soojusülekannet läbi konkreetse materjali. Peamine erinevus soojusjuhtivuse ja difusiooni vahel on see, et soojusjuhtivus viitab materjali võimele soojust juhtida, samas kui soojuslik difusioon viitab materjali soojusülekande kiiruse mõõtmisele selle kuumast otsast külma otsa.
