Vad betyder termisk ledningsförmåga?
Värmeledningsförmåga är en egenskap hos ett material som bestämmer den hastighet med vilken det kan överföra värme. Varje materials värmeledningsförmåga bestäms av en konstant, λ, beräknad som:
λ = (Q x L) / (A xtx ΔT)
där Q är värme, L är ytans tjocklek, A är ytan, t är tid och ΔT är skillnaden i temperatur.
Ett materials värmeledningsförmåga är en grundläggande egenskap. De material med hög värmeledningsförmåga kommer att överföra värme snabbt, antingen genom att ta emot värme från ett varmare material eller genom att ge värme till ett kallare material. Tvärtom, material med låg värmeledningsförmåga fungerar som värmeisolatorer och förhindrar överföring av värme.
Eftersom korrosion är en temperaturberoende process är kontroll av värmeöverföring en viktig designfaktor för installationer. Val av metall, legering och motsvarande beläggningsmaterial påverkar förmågan att överföra värme baserat på varje materials värmeledningsförmåga.
Kunskaper.se förklarar termisk ledningsförmåga
Ledning av värmeenergi fungerar vid gränssnittet mellan två ytor, där sidan med högre temperatur överför energi och värmer upp den lägre temperatursidan. På molekylär nivå överför molekylerna denna energi genom kollisioner vid gränsytan. Materialets värmeledningsförmåga bestäms av hur lätt och vilka mekanismer som finns för att överföra energin genom materialet.
En mekanism för värmeöverföring genom ett material är genom vibrationer. Atomerna i ett fast material bildar ett gitter och vibrationer, kända som fononer, fortplantar sig genom materialet genom att överföra vibrationsenergi till angränsande atomer. Denna mekanism är den primära termiska konduktansmekanismen i icke-metalliska material.
För de flesta metalliska material finns en ytterligare mekanism för värmeöverföring tillgänglig på grund av materialets fria elektroner. Denna mekanism är relaterad till den elektroniska konduktansen hos dessa material och den lätthet som elektroner kan passera genom materialets konduktansband. Som sådana har material med hög elektrisk ledningsförmåga också hög värmeledningsförmåga.
I de två ändarna av värmeledningsskalan finns värmeisolatorer och kylflänsar med låg och hög värmeledningsförmåga. , respektive. Isolatorer används för att skydda mot värmeöverföring, såsom beläggning av isolatorer på material som utsätts för extremt höga temperaturer eller helt enkelt för att förhindra att vatten fryser inuti rör under kalla förhållanden. Kylflänsar, å andra sidan, är användbara för temperaturkontroll och för att förhindra att utrustning blir för varm eller för kall.
När det gäller temperaturkontroll är egenskapen värmeledningsförmåga en viktig faktor för metalldelar i en anläggning. Eftersom korrosionsförebyggande också är ett viktigt övervägande måste den termiska ledningsförmågan hos skyddande barriärer och beläggningar utvärderas. Vissa val när det gäller korrosionsskydd kan i sin tur påverka temperaturkontrollen och vice versa.
