معدل التدفق الحراري

هذه هي النسخة الحالية من هذه الصفحة، وقام بتعديلها عبود السكاف (نقاش | مساهمات) في 10:20، 22 مارس 2021 (بوت:إزالة مصدر غير مقبول v1.2). العنوان الحالي (URL) هو وصلة دائمة لهذه النسخة.

(فرق) → نسخة أقدم | نسخة حالية (فرق) | نسخة أحدث ← (فرق)

معدل التدفق الحراري هو مقدار الحرارة المنقولة لكل وحدة زمنية في بعض المواد, وتقاس عادةً بوحدة الواط (جول في الثانية), و يتم انتقال الطاقة الحرارية بفعل عدم الإتزان الحراري. في هذا التعريف يجب عدم الخلط بين الحرارة والطاقة الحرارية المخزنة ، حيث انه لا يسمى نقل جسم ساخن من مكان إلى آخر نقلاً للحرارة.[1]

يتم التعبير عن معادلة التدفق الحراري بواسطة قانون فورييه للتوصيل الحراري.

معدل تدفق الحرارة = - (معامل انتقال الحرارة) * (مساحة الجسم) * (تغير درجة الحرارة) \ (طول المادة)

صيغة معدل التدفق الحراري هي:

QΔt=kAΔTΔx

Q: هو صافي نقل الحرارة (الطاقة).

Δt: هو الوقت المستغرق.

ΔT: هو الفرق في درجة الحرارة بين الجانبين البارد والساخن.

Δx:هي سماكة المادة الموصلة للحرارة (المسافة بين الجانبين الساخن والبارد).

k:هي الموصلية الحرارية.

A:هي مساحة السطح التي تنبعث منه الحرارة.

إذا وجِدَت قطعة من مادة ما و كانت مساحة المقطع العرضي لها هي A وسمكها x مع اختلاف في درجة الحرارة ΔT بين وجهيها ، فإن الحرارة تتدفق بين الوجهين في اتجاه عمودي على الوجوه. و يكون المعدل الزمني لتدفق الحرارة QΔt, لقيم صغيرة من Q و Δt, متناسباً مع A×ΔTΔx. في حدود سماكة متناهية الصغر ل Δx و مع اختلاف درجة الحرارة ΔT يصبح التعبير H=kA(ΔTΔx) حيث أن H=(QΔt) هو المعدل الزمني لتدفق الحرارة عبر المساحة A.

ΔTΔx هو التدرّج الحراري عبر المادة. k (ثابت التناسب) هو الموصلية الحرارية للمادة,[2] كثيرا ما يُستخدم k, λ أو الحرف اليوناني κ للتعبير عن هذا الثابت.[بحاجة لمصدر]

يعود سبب وجود الإشارة السالبة في المعادلة, لأن معدل تدفق الحرارة دائمًا سالب أي أن الحرارة تتدفق من الجانب الأعلى درجة حرارة إلى الجانب ذو درجة الحرارة المنخفضة، وليس العكس.[3]

المصادر

  1. ^ and mass transfer.pdf "HEAT AND MASS TRANSFER" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-02-28. {{استشهاد ويب}}: تحقق من قيمة |مسار أرشيف= (مساعدة)
  2. ^ "52.09 -- Heat conduction in various metal rods". web.physics.ucsb.edu. مؤرشف من الأصل في 2020-06-30. اطلع عليه بتاريخ 2021-02-18.
  3. ^ "Unit Operations in Food Processing - R. L. Earle". nzifst.org.nz. مؤرشف من الأصل في 2021-01-30. اطلع عليه بتاريخ 2021-02-18.