थर्मल डिफ्यूसिविटी: जानने के लिए 23 रोचक तथ्य

सामग्री

• थर्मल डिफिसिटी परिभाषा;
• थर्मल विसारकता की इकाई
• तापीय विवर्तन सूत्र
• पानी की ऊष्मीय विवर्तनशीलता
• वायु की ऊष्मीय प्रसार
• थर्मल प्रसार
• एल्युमिनियम की ऊष्मीय विवर्तनशीलता
• फ्लैश विधि थर्मल विसारकता
• थर्मल विचलन को कैसे मापें
• तापीय चालकता और तापीय विवर्तनशीलता
• थर्मल डिसफिसिटी माप तकनीक
• डामर की ऊष्मीय विवर्तनशीलता
• रबर की ऊष्मीय विवर्तनशीलता
• ऊष्मीय प्रसार मान
• थर्मल डिफिसिटिटी सिंबल
• उच्चतम तापीय विवर्तनशीलता है
• रेत की ऊष्मीय विवर्तनशीलता
• थर्मल डिफिसिटिटी हीट ट्रांसफर
• गैसों के लिए थर्मल विभेदन आमतौर पर होते हैं
• थर्मल प्रसार गुणांक
• तापीय प्रसार अर्थ
• ग्लास थर्मल विसारकता
• स्टेनलेस स्टील थर्मल विसारकता
• थर्मल प्रसार अनुपात

थर्मल डिफिसिटी परिभाषा;

थर्मल प्रसार को प्रति इकाई आयतन में सामग्री में संचित ऊष्मा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

थर्मल विसारकता की इकाई

थर्मल विसारकता की इकाई को m के रूप में दिया जाता है²/s

तापीय विवर्तन सूत्र

थर्मल डिफ्यूसिटी का समीकरण किसके द्वारा दिया गया है,

α = कश्मीर/ρ

कहा पे,

α थर्मल डिफिसिसिटी है,

k तापीय चालकता (w / mK) है

? सामग्री का घनत्व है (किलो / एम³)

Cp विशिष्ट ऊष्मा (J / kg k) है

पानी की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

तापमान और दबाव के साथ पानी की थर्मल अंतरकता बदल जाती है। यदि हम वायुमंडलीय दबाव की स्थिति पर विचार करते हैं, तो तापमान के साथ तापीय चालकता मूल्य तालिका के नीचे दिए गए हैं।

वायु की ऊष्मीय प्रसार

थर्मल तापमान के साथ हवा की विसरणशीलता उपरोक्त तालिका में परिवर्तन दिखाया गया है। आम तौर पर, व्यवहार में गैस की तापीय विसरणता तरल से अधिक होती है। हम अगले विषय में और अधिक अध्ययन करेंगे।

थर्मल प्रसार

पदार्थ का थर्मल प्रसार तापमान ढाल के कारण अणुओं की सापेक्ष गति है।

एल्युमिनियम की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

एल्यूमीनियम सामग्री की थर्मल अंतरकता 9.7 * 10 के रूप में दी गई है^-5 m²/s

फ्लैश विधि थर्मल विसारकता

सामग्री के थर्मल अंतर को निर्धारित करने के लिए फ्लैश विधि का उपयोग किया जाता है। छोटी अवधि की दीप्तिमान ऊर्जा नाड़ी को नमूने के माध्यम से पारित किया जाता है। लेजर या लाइट फ्लैश लैंप स्रोत का उपयोग उज्ज्वल ऊर्जा के लिए किया जाता है। टुकड़ा उत्सर्जित ऊर्जा को अवशोषित करेगा। नमूना के लिए प्रक्रिया को दोहराया जाता है। इस उत्सर्जित विकिरण के कारण सामग्री के नमूने का तापमान बढ़ जाता है। अवरक्त तापमान डिटेक्टर तापमान में इस वृद्धि को रिकॉर्ड करता है।

मापा संकेत की अवधि की गणना की जाती है। थर्मल समीकरण निम्न समीकरण से पाया जाएगा।

α = 0.1388/ली²(t²)

=

जहां एल नमूना मोटाई है,

t / 2 आधा समय है,

हम फ्लैश विधि का उपयोग करके थर्मल डिफिसिटिटी, विशिष्ट गर्मी और घनत्व पा सकते हैं।

फ्लैश विधि का योजनाबद्ध आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है

थर्मल विचलन को कैसे मापें

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, फ्लैश विधि का उपयोग करके थर्मल अंतर को मापा जा सकता है। इस विधि में, लघु ऊर्जा पल्स को एक छोर पर विकीर्ण किया जाता है, और तापमान वृद्धि की गणना दूसरे छोर पर की जाती है।

तापीय चालकता और तापीय विवर्तनशीलता

तापीय चालकता और थर्मल अंतर के बीच अंतर करने के लिए, एक ही तापीय चालकता वाले दो सामग्रियों पर विचार करें, लेकिन विभिन्न तापीय प्रसार के साथ। दोनों स्थिर-राज्य की स्थिति में गर्मी के प्रवाह की समान दर की अनुमति देंगे। गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया की शुरुआत में, उच्च तापीय प्रसार वाली सामग्री अन्य सामग्री की तुलना में पहले स्थिर स्थिति में पहुंच जाएगी क्योंकि यह कम गर्मी ऊर्जा को बरकरार रखती है। इस सामग्री के माध्यम से ऊष्मा ऊर्जा तेजी से प्रवेश करती है, लेकिन स्थिर-अवस्था प्राप्त करने के बाद, ऊष्मा के प्रवाह की दर समान होगी। इसके अलावा, याद रखें कि कम थर्मल प्रसार वाली सामग्री को स्थिर स्थिति तक पहुंचने में अधिक समय लगता है।

थर्मल डिसफिसिटी माप तकनीक

मुख्य रूप से तीन प्रकार की थर्मल डिफ्यूसिटी माप तकनीक हैं।

• फ्लैश विधि
• थर्मल वेव इंटरफेरोमेट्री
• थर्मोग्राफिक विधि

डामर की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

डामर (Ah-70) की थर्मल अंतरकता 0.123 मिमी है²/,

डामर (आह -90) 0.128 मिमी²/s

रबर की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

रबर सामग्री की थर्मल अंतरकता 0.089-0.13 मिमी की सीमा में है²/s

ऊष्मीय प्रसार मान

विभिन्न सामग्रियों के लिए थर्मल विभेदन मान नीचे दी गई तालिका में दिए गए हैं। तापमान जैसे गुणों के साथ मूल्य परिवर्तन हैं। ये मान मानक तापमान और दबाव के लिए दिए गए हैं।

थर्मल डिफिसिटिटी सिंबल

थर्मल डिफ्यूसिटी का प्रतीक है α

उच्चतम तापीय विवर्तनशीलता है

उच्चतम तापीय प्रसार शुद्ध चांदी 165.63 मिमी है² / एस

रेत की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

0.6 * 10 से भिन्न सूखी रेत की ऊष्मीय विवर्तनशीलता^-7 से 7.0 * 10 रु^-7 m²एस /

थर्मल डिफिसिटिटी हीट ट्रांसफर

गर्मी हस्तांतरण चालन, संवहन और विकिरण के तीन तरीके हैं। हीट चालन मुख्य दो गुणों पर निर्भर है। एक है तापीय चालकता और तापीय विवर्तनशीलता। तापीय चालकता अच्छी तरह से ज्ञात संपत्ति है, लेकिन थर्मल प्रसार अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। यह किसी दिए गए माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की दर को परिभाषित करता है।

ऊष्मा अंतरण की दर तेज होती है तापीय प्रसार अधिक होता है। ऊष्मीय प्रसार गर्मी हस्तांतरण और गर्मी भंडारण के माध्यम के बीच संतुलन बना रहा है।

गैसों के लिए थर्मल विभेदन आमतौर पर होते हैं

गैसों के पदार्थ के ऊष्मीय विक्षेप तरल पदार्थ से अधिक पाए जाते हैं

थर्मल प्रसार गुणांक

यह भौतिक पैरामीटर में से एक है जो मिश्रण के द्रव्यमान प्रसार प्रवाह की निर्भरता का वर्णन करता है। दूसरे शब्दों में, थर्मल प्रसार गुणांक निरपेक्ष तापमान के तापमान प्रवणता का अनुपात है।

तापीय प्रसार अर्थ

पदार्थ का थर्मल प्रसार तापमान ढाल के कारण अणुओं की सापेक्ष गति है।

ग्लास थर्मल विसारकता

काँच की ऊष्मीय अंतर 0.34 * 10 है^-6 m²/ सामान्य वायुमंडलीय स्थिति में।

स्टेनलेस स्टील थर्मल विसारकता

100 डिग्री सेल्सियस पर स्टेनलेस स्टील का थर्मल विचलन 4.55 * 10 है^-6 m²/s

थर्मल प्रसार अनुपात

थर्मल डिफ्यूजन अनुपात, कॉन्सेंट्रेशन गुणांक के थर्मल डिफ्यूजन गुणांक का अनुपात है।

अक्सर पूछे गए प्रश्न

गैस बनाम तरल की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

गैसों के पदार्थ के ऊष्मीय विक्षेप तरल पदार्थ से अधिक पाए जाते हैं

किस सामग्री में उच्चतम तापीय विचलन है

सबसे अधिक वृद्धि हुई थर्मल प्रसार शुद्ध चांदी 165.63 मिमी है² / एस

थर्मल विसारकता का अनुप्रयोग

किसी भी उपकरण में चालन ऊष्मा के स्थानांतरण के लिए तापीय प्रसार की आवश्यकता होती है। ऊष्मा अंतरण दर को अनुकूलित करने के लिए उद्योग थर्मल डिफिसिटिविटी के विश्लेषण का उपयोग कर रहे हैं।

यदि हम एक विशेष उदाहरण लेते हैं, तो इन्सुलेशन एक उदाहरण है। इन्सुलेशन में, सामग्री की थर्मल अंतरकता न्यूनतम है ताकि यह अधिकतम गर्मी प्रवाह का विरोध कर सके।

हम कंप्यूटर, लैपटॉप और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग कर रहे हैं। क्या आप जानते हैं कि उपकरणों से गर्मी निकालने की विधि क्या है? हाँ, यह हीट सिंक है।

हीट सिंक को किसी भी गैजेट्स से तेज हीट ट्रांसफर करने के लिए उच्च थर्मल डिफिसिसिटी की आवश्यकता होती है।

किसी भी इलेक्ट्रॉनिक्स में गर्मी हस्तांतरण में वृद्धि इसके प्रदर्शन को कम करती है। उस मामले में अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उच्च तापीय प्रसार सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए।

कंक्रीट की ऊष्मीय विवर्तनशीलता

कंक्रीट की ऊष्मीय अंतर 0.75 * 10 है ^-6 m²/s

तापीय विचलन का भौतिक महत्व क्या है?

तापीय प्रसार को पदार्थ की ऊष्मीय चालकता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो पदार्थ की ऊष्मा संग्रहण क्षमता के लिए है।

अनुपात परिभाषित करता है कि उत्पन्न गर्मी एक विशिष्ट दर पर अलग हो जाती है। थर्मल डिफिसिसिटी का उच्च मूल्य इंगित करता है कि गर्मी प्रसार के लिए आवश्यक समय कम है। ऊष्मीय चालकता के समीकरण का अध्ययन ऊष्मीय चालकता के उच्च मूल्य या ऊष्मा क्षमता के निम्न मान से संभव हो सकता है।

अधिक तीव्र गर्मी हस्तांतरण के लिए थर्मल विसारकता सहायक होती है। स्थिर-राज्य गर्मी हस्तांतरण में, थर्मल चालकता अध्ययन करने के लिए पर्याप्त है।

गैस की तापीय चालकता गैस की तुलना में अधिक है, भले ही तरल की तापीय चालकता गैसों से अधिक है?

थर्मल डिफिसिटिटी का मतलब है एक सामग्री की क्षमता जो गर्मी को हस्तांतरित करती है और गर्मी को एक अस्थिर अवस्था में संग्रहीत करती है। अगर थर्मल डिफिसिटिटी अधिक हो, तो तेज ताप अंतरण संभव हो सकता है। सामग्री की कम तापीय प्रसारता का अर्थ है इसमें गर्मी का भंडारण।

कम घनत्व के कारण गैस में ऊष्मा का ताप कम होता है। कम वाष्पशील ऊष्मा क्षमता के कारण ऊष्मीय विवर्तनशीलता का मान अधिक होता है।

तरल में गैस की तुलना में उच्च ताप क्षमता होती है; इसलिए तरल में तापीय अंतर कम होता है।

ठोस, तरल और गैस के लिए तापीय प्रसार का क्रम क्या है?

जैसा कि नीचे दिखाया गया है, ठोस, तरल और गैस में ऊष्मीय विवर्तन का क्रम

गैस> तरल> ठोस

संवेग प्रसार और तापीय प्रसार में क्या अंतर है?

गति फैलाना

इसे द्रव की गतिज चिपचिपाहट माना जा सकता है, अर्थात द्रव की गति को प्रवाहित करने की क्षमता। द्रव में अपरूपण प्रतिबल द्वारा संवेग प्रसार होता है। अपरूपण तनाव अणुओं की एक यादृच्छिक और किसी भी दिशा में गति का कारण बनता है।

थर्मल प्रसार

इसे घनत्व और विशिष्ट ताप क्षमता (जब दबाव स्थिर होता है) के गुणन से विभाजित थर्मल चालकता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह किसी दिए गए पदार्थ के लिए गर्मी हस्तांतरण दर को गर्म पक्ष से शांत पक्ष तक मापता है। यह भविष्य कहनेवाला है कि क्या कोई सामग्री "स्पर्श करने के लिए शांत" है।

Prandtl का अंक kinematic चिपचिपाहट और तापीय अंतरकता से कैसे संबंधित है?

RSI Prandtl नंबर आयामहीन है। इसे संवेग प्रसार के अनुपात के रूप में दिया जा सकता है (जैसा कि ऊपर बताया गया है कि यह गतिज चिपचिपाहट है) थर्मल विसरण के लिए।

इसे समीकरण के रूप में तैयार किया जा सकता है,

पीआर = वी/α

Pr = Prandtl संख्या

V = संवेग विचलन (m)²/)

α = ऊष्मीय विवर्तन (m)²/)

एमसीक्यू

थर्मल विचलन _________ है

(ए) आयामहीन पैरामीटर (बी) गर्मी का कार्य (सी) सामग्री की भौतिक संपत्ति

(D. उपरोक्त सभी

किसी पदार्थ की ऊष्मीय प्रसार __________________ है?

(ए) सीधे तापीय चालकता (के) के साथ आनुपातिक

(b) किसी सामग्री के घनत्व के साथ व्युत्क्रमानुपाती

(c) विशिष्ट ताप के साथ व्युत्क्रमानुपाती होता है

(डी) ऊपर के सभी

(e) उपरोक्त में से कोई नहीं

गलत कथन ज्ञात करें: किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा ______________।

(ए) एक सामग्री के लिए लगातार (बी) प्रति यूनिट द्रव्यमान की गर्मी क्षमता

(ग) बाहरी संपत्ति                      (d) J / kg-K के रूप में इकाइयाँ हैं।

तापीय प्रसार की एक इकाई क्या है?

(a) m / h

(ख) m / एच

(c) m / hk

(d) m² / hk

ठोस की तापीय विवर्तनशीलता तरल से कम होती है।

(१) यह सच है

(b) झूठा

ऊष्मीय प्रसार अधिक होता है ……।

(एक रबर

(ख) लीड

(c) आयरन

(d) कंक्रीट

थर्मल विचलन कम है ……

(१) रबर

(b) लीड

(c) एल्युमिनियम

(d) आयरन

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डॉ. दीपककुमार जानी

मैं दीपक कुमार जानी हूं, मैकेनिकल-नवीकरणीय ऊर्जा में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि का विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल माप, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मैंने 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित की हैं।
मुझे लैम्ब्डेजिक्स का हिस्सा बनकर खुशी हो रही है और मैं अपनी कुछ विशेषज्ञता पाठकों के साथ सरल तरीके से प्रस्तुत करना चाहता हूं।
शिक्षाविदों और शोध के अलावा, मुझे प्रकृति में घूमना, प्रकृति को कैद करना और लोगों के बीच प्रकृति के बारे में जागरूकता पैदा करना पसंद है।
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