Isı TransferiMühendislikTermodinamik

Isıl Yayınım (Thermal Diffusivity) Nedir ?

0
Isıl yayınım
Isıl yayınım

İletim ile ısı transferinde karşımıza çıkan bir kavram olan ısıl yayınım,(Thermal Diffusivity), ısının bir malzeme üzerinde ne kadar hızlı yayıldığını gösteren bir kavram ve kat sayıdır. Gelin şimdi bu kavramı inceleyelim.

Isıl Yayınım Nedir ?

Isı transfer uygulamalarında sıklıkla karşımıza çıkan ρ.cP çarpımı malzemenin ısıl kapasitesi olarak bilinir. Özgül ısı ve ısıl kapasite ρ.cP malzemenin ısı depolama kapasitesini belirtir. Bu konuyla ilgili yazdığım yazıya buradan ulaşabilirsiniz. 

Birimlere göre kıyaslama yaparsak cP (J/kg.°C) birim kütle başına ve ρ.cP ise (J/m3.°C ) birim hacim başına kapasitedir.

Isıl yayınım basitçe özgül ısının, birim hacim başına ısı depolama kapasitesine oranı olarak tanımlanabilir. Bir başka deyişle ısının belirli bir sürede malzeme üzerinde yayıldığı alana ısıl yayınım (Thermal Diffusivity) denir ve “α” ile gösterilirBirimi ise m2/s ‘dir.

Isıl Yayınım Katsayı Formülü

Zamana bağlı ısı iletim konusundaki bir diğer önemli parametre de ısıl yayınımdır. Isıl yayınım, ısının bir malzeme içerisinde ne kadar hızlı yayıldığını gösteren bir kat sayıdır. Formülü ise;

İlgini Çekebilir  Piezoelektrik Nedir ? Piezoelektrik Etki ?

α = iletilen ısı / depolanan ısı = k/ρ.cP     (m2/s) 

Bu formülde belirtilen k, bir malzemenin ısıyı ne kadar ilettiğini, ısı kapasite olan ρ.cP ise malzemenin ısıyı birim hacimde ne kadar depolayabildiğini gösterir.  Bu sebepten dolayı ısıl yayınım, bir malzeme üzerinde iletilen ısının, yine bu malzemenin depolayabildiği ısıya oranıdır.

Maddelerin Isıl Yayınımı

Bir madde ısıyı ne kadar çok iletiyor ve ne kadar az ısı depoluyorsa o malzemenin ısı yayınım katsayısı o kadar yüksektir. Örneğin, bakır ile tahtayı kıyaslayalım. Bildiğiniz gibi bakır iyi bir ısıl iletkendir. Ayrıca ısı depolama kapasitesi de oldukça düşüktür. Bu yüzden ısı yayınımı oldukça yüksektir ve ısıtma ve soğutmanın gerektiği her yerde kullanılır. Ancak tahta için aynı şey söylenemez çünkü tahta kötü bir ısıl iletkendir ayrıca bakıra göre de ısı depolama kapasitesi de yüksektir. Dolayısıyla da ısıl yayınım oldukça düşüktür. Yemek yaparken kullanılan karıştırmak için kullandığımız araçların elimizi yakmaması için tamamının metal olmaması da ısıl yayınımın bir sonucudur.

Tabi ki de bir malzemenin yüksek ısıl iletkenliğe sahip olması o malzemenin ısıl yayınımının yüksek olacağı anlamına gelmez. Çünkü malzemenin birim hacim başına ısı depolama kapasitesi de yüksek olabilir.

İlgini Çekebilir  Su Jeti Nedir? Nasıl Çalışır? Neleri Kesebilir?

Bazı malzemelerin 20 °C’deki ısıl yayınım katsayıları aşağıdaki tablodaki gibidir.

Malzeme α (m2/s)
Gümüş149 . 10-6
Altın127 . 10-6
Bakır 113 . 10-6
Alüminyum97,5 . 10-6
Demir22,8 . 10-6
Civa(s)4,7 . 10-6
Mermer1,2 . 10-6
Buz1,2 . 10-6
Beton0,75 . 10-6
Tuğla0,52 . 10-6
(dry)> 0,52 . 10-6
Cam 0,34 . 10-6
Cam yünü 0,23 . 10-6
Sıvı su 0,14 . 10-6
Sığır eti 0,14 . 10-6
Ağaç (meşe) 0,13 . 10-6

Yukarıdaki tabloya göre ısıl yayınım gümüşte en yüksek değerdedir. Gümüş ayrıca yüksek ısıl iletkenliğe de sahiptir (k=429 W/m.°C). Görüldüğü gibi ısıl yayınım ısıl iletkenlikle doğru, ısı depolama kapasitesiyle ters orantılı olarak değişmektedir.

Emre LEBLEBİCİOĞLU
Emre LEBLEBİCİOĞLU, 1993 yılının Ekim ayında Adana'nın Seyhan ilçesinde doğdu. İlk,orta ve lise öğrenimini burada tamamladı. 2011 yılında Karabük Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği bölümünü kazandı. 2012 yılında ise yine aynı üniversite de Mekatronik Mühendisliğinde çift anadala başladı. 2014 yılının ilk döneminde erasmus programı kapsamında Bükreş Politeknik Üniversitesi'nde eğitim aldı. 2015 yılında haziran ayında Enerji Sistemleri Mühendisliğinden, ağustos ayı sonunda ise Mekatronik Mühendisliğinden mezun oldu. Mezuniyetten sonra ise yaklaşık 2 yıl solar enerji sektöründe faaliyet gösterdi. Askerlik vazifesini de yedek subay olarak tamamladı. Şuan da ise Marmara Üniversitesi İngilizce Makine Mühendisliği bölümünde tezli yüksek lisans yapmaktadır.

Karla Kaplı Güneş Panelleri ile Elektrik Üretilebilecek

Önceki Yazı

Hidrojen Enerjisi Nedir ? Nerelerde Kullanılır ?

Sonraki Yazı

Bunları da beğenebilirsiniz

Yorum

Cevap Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir