Lämpönsiirtotekniikoita

Lämpönsiirtotekniikoita ovat menetelmiä, joilla lämpöenergiaa siirretään kohteesta toiseen. Pääasiallisia lämmönsiirtomekanismeja ovat johtuminen, kuljetus ja säteily.

Johtuminen (konduktio) on lämmönsiirtoa kiinteiden aineiden tai seisovien nesteiden ja kaasujen välillä suorassa kosketuksessa. Tämä tapahtuu molekyylien värähtelyn ja vapaiden elektronien liikkeen välityksellä. Esimerkiksi metallipannun kuumeneminen liedellä on johtumista.

Kuljetus (konvektio) on lämmönsiirtoa nesteiden tai kaasujen liikkeen avulla. Kun aine kuumenee, sen tiheys yleensä pienenee ja se nousee, siirtäen lämpöä mukanaan. Viileämpi aine puolestaan laskeutuu ja kuumenee. Tämä luo kuljetusvirtauksia. Esimerkiksi veden kiehuminen kattilassa ja ilman kiertäminen huoneessa lämmityksen avulla hyödyntävät kuljetusta.

Säteily (radiaatio) on lämmönsiirtoa sähkömagneettisten aaltojen välityksellä ilman väliainetta. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, säteilevät lämpöä. Aurinko lämmittää maapalloa säteilyn avulla, ja myös takkatulen lämpö tuntuu säteilynä.

Näitä tekniikoita käytetään monissa sovelluksissa, kuten lämmönvaihtimissa, jäähdytysjärjestelmissä, rakennusten lämmityksessä ja energiantuotannossa. Usein nämä lämmönsiirtomekanismit esiintyvät yhdessä monimutkaisissa järjestelmissä.