طرق تحسين انتقال الحرارة

بواسطةفوري

طرق انتقال الحرارة وتحسينها

التوصيل الحراري

يتم انتقال الحرارة بالتوصيل في الأجسام الصلبة، عبر اهتزاز جزيئات المادّة الداخلية، حيث يتم انتقال الطاقة ما بين الجزيئات فيما بينها حتى تتساوى جميعها في نفس الحرارة، كما تقوم الإلكترونات الحُرّة بنقل الحرارة فيما بينها، لذلك يتم اعتبار المعادن الفلزية من أفضل موصلات الحرارة نظراً لكثرة إلكتروناتها الحُرّة، يتغيّر انتقال الحرارة عبر جسم معيّن بناءاً على قانون يعتمد على فرق درجة الحرارة عبر طرفي المادّة، زمن انتقال الحرارة، طول المادة وسمك مقطعها وموصلية المادة التي تم عبرها انتقال الحرارة والذي يختلف من مادّةٍ لأخرى،[١] لذا يمكن تحسين انتقال الحرارة عبر التوصيل عن طريق:[٢]

  • تقليل طول المادة التي يتم عبرها التوصيل الحراري.
  • زيادة مساحة مقطع التوصيل الحراري.
  • زيادة الزمن المستخدم.
  • استخدام المواد ذات الموصلية العالية.

الحمل الحراري

يعد الحمل الحراري الآلية التي تنتقل بها الحرارة عبر السوائل والغازات، حيث تتحرك جزيئات السائل ذات الحرارة المرتفعة للأعلى وتهبط الجزيئات الأقل في درجة الحرارة نحو الأسفل بحركاتٍ دائرية يُطلق عليها اسم تيارات الحمل، والتي تعمل على توزيع الحرارة مابين جزيئات السائل، ومن الأمثله على تيارات الحمل الآلية التي يرتفع بها منطاد الهواء لأعلى.[٣]

الإشعاع الحراري

هي طريقة انتقال الحرارة عبر الفراغ، والأماكن التي لايوجد بها جزيئات، حيث أن الإشعاع من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسيّة،[٤]
والتي تشتمل على الأشعة تحت الحمراء، حيث تشع الأجسام ذات درجات الحرارة المرتفعة أشعةً أكثر من الأشعة خاصّة الأجسام الباردة، فعند انطلاق الأشعة الكهرومغناطيسيّة من الأجسام الساخنة نحو الأجسام الباردة فإنّها تعكس جزءاً وتمتص الجزء الآخر محوّلةً إياه إلى طاقةٍ حرارية مما يؤدي لرفع درجة حرارتها وحركة جزيئاتها، ولعلّ أقرب مثال علىى انتقال الحرارة بالإشعاع مايحصل للأرض عند ارتفاع حرارتها بفعل طاقة الشمس، حيث يعتمد انتقال الحرارة بالإشعاع على عدّة عوامل بالإمكان تحسين انتقال الحرارة عبر الإشعاع من خلال تحسينها:[٥]

  • استخدام مواد ذات إشعاعيّة وامتصاصيّة عالية.
  • استخدام مواد ذات أشعة بأطوال موجيّة عالية.
  • زيادة مساحة سطح الامتصاص.
  • زيادة الزمن المستخدم في انتقال الحرارة.

انتقال الحرارة

تعتبر الحرارة شكل من أشكال الطاقة، والتي تعد مسؤولة عن تحريك الجزيئات بداخل المادّة، حيث تزداد حركتها بارتفاع درجة الحرارة مما يؤدي لتمددها المعروف بالتمدد الحراري. تعد الحرارة دائمة الحركة والتنقل بين الأجسام، حيث تنتقل من الجسم ذو الحرارة الأعلى نحو الجسم ذو الحرارة الأقل حتى تصبح درجة حرارتهما متساوية.[٦]

المراجع

  1. ↑ “Heat transfer”, physics.bu.edu, Retrieved 27-8-2018. Edited.
  2. ↑ “الانتقال الحراري (صفحة 3)”، www.uobabylon.edu.iq، اطّلع عليه بتاريخ 27-8-2018. بتصرّف.
  3. ↑ “Heat Transfer: Conduction, Convection, and Radiation (page 3)”, alkisites.vansd.org, Retrieved 27-8-2018. Edited.
  4. ↑ “Heat Transfer: Conduction, Convection, and Radiation (page 4)”, alkisites.vansd.org, Retrieved 27-8-2018. Edited.
  5. ↑ “الإشعاع الحراري (صفحة 2,3,1)”، www.uobabylon.edu.iq، اطّلع عليه بتاريخ 27-8-2018. بتصرّف.
  6. ↑ “Heat Transfer: Conduction, Convection, and Radiation (page1)”, alkisites.vansd.org, Retrieved 27-8-2018. Edited.