عایق ها- جلسه 1

اهداف:

• آشنایی با انواع روش های انتقال حرارت

وسایل مورد نیاز: ...............................

مقدمه

فرایند گرمایش و سرمایش ساختمان ها، فرایندی پرهزینه بوده و به انرژی زیادی نیاز دارد. این هزینه زیاد و همچنین حس نیاز به ذخیره انرژی باعث شده تا دانشمندان به فکر ایجاد روشی برای جلوگیری نمودن از اتلاف حرارت از ساختمان ها بیافتند. عایق ها دقیقاً به همین منظور استفاده می شوند.

در این پروژه شما به بررسی عایق های مختلف خواهید پرداخت، رسانایی مواد مختلف را بررسی خواهید نمود و با روش های مختلف انتقال انرژی آشنا خواهید شد.

تعریف گرم:

تعریف ساده زیر، پاسخی مناسب است. به پرسش «انتقال گرما چیست»؟

انتقال گرما، عبارت است از جریان انرژی ناشی از اختلاف دما. هرگاه اختلاف دمایی در یک ماده یا بین دو ماده وجود داشته باشد، انتقال گرما رخ می دهد.

انتقال حرارت به روش رسانایی:

انتقال گرما در یک ماده ساکن(جامد یا سیال) که در آن تغییرات دما وجود دارد، به صورت رسانایی انجام می پذیرد. فعالیت های اتمی و مولکولی عامل اصلی این روش انتقال حرارت می باشند. در حقیقت رسانایی را می توان به صورت انتقال انرژی از ذرات پر انرژی به ذرات کم انرژی تر در یک ماده در اثر نیروهای موجود بین آن ها تصور نمود. مکانیزم فیزیکی رسانایی را می توان با در نظر گرفتن یک گاز ساکن با دمای غیر یکنواخت مانند شکل زیر شرح داد:

دمای هر نقطه این گاز به انرژی مولکول های اطراف آن بستگی دارد. هرچه دما بالاتر باشد، انرژی مولکول ها نیز بیش تر خواهد بود. مولکول های پر انرژی نیز در اثر برخورد با مولکول های مجاور خود، مقداری انرژی به آن ها منتقل می کنند که این انتقال انرژی، اساس روش انتقال حرارت رسانایی می باشد.

مثال های زیادی از این نوع انتقال حرارت وجود دارد مانند گرم شدن دسته قاشق در لیوان چای، انتقال حرارت از دیوارهای سردخانه به بیرون در زمستان و...

انتقال حرارت جابجایی:

در این روش انتقال حرارت، انتقال گرما بین یک سطح جامد و یک سیال در حال حرکت با دماهای متفاوت رخ می دهد.

در این روش علاوه بر حرکت تصادفی مولکول ها (پخش گرما) حرکت توده ای سیال نیز در انتقال حرارت سهم دارد. چون مولکول ها در حین حرکت دسته جمعی، حرکت مولکولی خود را نیز حفظ می کنند، در نتیجه کل انتقال گرما برابر با مجموع دو روش خواهد بود.

انتقال حرارت تابشی:

تمام سطوحی که در دمای معینی قرار دارند انرژی را به صورت امواج الکترومغناطیسی صادر می کنند، لذا در غیاب یک ماده واسطه، بین دو سطح با دماهای متفاوت، انتقال گرمای تابشی خالصی رخ می دهد.