Lämmönsiirtomuoto

Lämmönsiirtomuoto kuvaa tapaa, jolla lämpö siirtyy kappaleesta toiseen tai ympäristöön. Se jaetaan kolmeen päätyyppiin: johtuminen, konvektio ja säteily. Johtuminen tapahtuu aineen sisällä tai kahden kappaleen välisessä kontaktissa, kun lämpötila gradientoi. Fourierin lain mukaan lämpövirta per pinta-ala on q'' = -k ∂T/∂x, jossa k on aineen lämmönjohtavuus.

Konvektio on lämmönsiirto liikkuvan fluidin mukana. Lämpövirta pintaan vastaan voidaan kuvata q'' = h (T_s - T∞), jossa h on konvektiokerroin, T_s pinnan lämpötila ja T∞ ympäröivän fluidin lämpötila. Säteily on lämpöä elektromagneettisen säteilyn kautta ja voi tapahtua myös tyhjiössä. Stefan-Boltzmannin lain mukaan q'' = ε σ (T_s^4 - T_sur^4), missä ε emissiviteetti, σ Stefan-Boltzmannin vakio (noin 5,670×10^-8 W/m^2K^4).

Realistisessa tilanteessa useat näistä mod- doista tapahtuvat samanaikaisesti, ja kappaleen kokonaislämmönsiirtö koostuu näiden lämmönsiirtomuotojen yhdistelmästä. Esimerkiksi rakennuksen seinässä lämpö siirtyy johtumalla seinän läpi, konvektiolla sisä- ja ulkoilmavirtauksien mukana sekä mahdollisesti säteilynä auringon lämpöä vastaan. Lämmönsiirtomuodon valinta ja arviointi riippuvat materiaaleista, lämpötiloista, ympäristöstä ja geometriasta.