Isı Nasıl Aktarılır?

Compressed Air Wiki Thermodynamics Basic Theory Physics of Air Compressors

Özellikle hava kompresörleri hakkında bilgi edinmek gerektiğinde fiziğin en ilginç dallarından birisi olan termodinamik karşımıza çıkar. Bu makalede, termodinamiğe giriş konusunu takiben ısı aktarımı açıklanmıştır.

Isı Nasıl Aktarılır?

ısı nasıl aktarılır

Bir maddenin içinde veya farklı madde ya da sistemler arasındaki sıcaklık farkı bir sıcaklık dengesine ulaşana kadar ısının aktarılmasına yol açar. Söz konusu ısı aktarımı üç farklı yolla gerçekleşebilir:

  • kondüksiyon yoluyla
  • konveksiyon yoluyla
  • radyasyon yoluyla

Gerçek koşullarda ısı aktarımı üç yolun tümünde aynı anda gerçekleşir ancak eşit şekilde gerçekleşmez.

Kondüksiyon yoluyla ısı aktarımı formülü

Kondüksiyon ısının partiküllerin doğrudan teması yoluyla aktarımıdır. Katı maddeler arasında ya da sıvı veya gazın ince katmanları arasında gerçekleşir. Titreşen atomlar kinetik enerjilerinin bir bölümünü daha az titreşen bitişik atomlara aktarır.

Konveksiyon yoluyla ısı aktarımı formülü

Konveksiyon ısının sıcak bir katı yüzeyden bitişiğindeki sabit veya hareketli bir akışkana (gaz veya sıvı) aktarılması olup, sıvının bir bölümünün diğeriyle karışmasıyla güçlenir. Sıcaklık farkları sebebiyle yoğunluktaki farkların bir sonucu olarak bir ortamın içinde gerçekleşen doğal hareketle serbest konveksiyon şeklinde gerçekleşir. Ayrıca, örneğin bir fan veya pompa gibi mekanik elemanlarla sıvının hareket etmesiyle birlikte zorlamalı konveksiyon olarak da gerçekleşir. Zorlamalı konveksiyon daha yüksek karışım hızlarının bir sonucu olarak çok daha yüksek ısı aktarımı sağlar.

Radyasyon yoluyla ısı aktarımı

Radyasyon ısının boş bir alan üzerinden aktarılmasıdır. Sıcaklığı 0°K değerinin üstünde olan tüm maddeler elektromanyetik radyasyon yoluyla her yöne ısı yayar. Isı ışınları bir maddeye çarptığında enerjinin bir bölümün emilip dönüştürülerek o maddeyi ısıtır. Emilmeyen ışınlar maddenin içinden geçer ya da maddeden yansır. Gerçek koşullarda ısı aktarımı kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon yoluyla aynı anda gerçekleşen ısı aktarımının toplamıdır.

Bir ısı eşanjörünün içinde ısı aktarımı her noktada hakim sıcaklık farkının ve toplam ısı aktarım katsayısının bir fonksiyonudur. Doğrusal aritmetik ΔT yerine logaritmik ortalama sıcaklık farkı Өm kullanmayı gerektirir.

 logaritmik ortalama sıcaklık farkı formülü

Logaritmik ortalama sıcaklık farkı, aşağıdaki ifadeye göre ısı eşanjörünün iki bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farklarının ilişkisi olarak tanımlanır:

İlgili yazılar

Gazlarda Hal Değiştirme

Basınçlı havanın çalışma ilkesinin anlaşılması için fizik kuralları hakkındaki basit bilgiler yeterli olabilir. Termodinamik ve bunun hava kompresörlerinin işleyişini anlamada neden önemli olduğuna dair daha fazla bilgi edinin.

Borular Üzerinden Gaz Akışı ve Kısma

Basınçlı havanın çalışma ilkesinin anlaşılması için fizik kuralları hakkındaki basit bilgiler yeterli olabilir. Termodinamik ve bunun hava kompresörlerinin işleyişini anlamada neden önemli olduğuna dair daha fazla bilgi edinin.