Soojusülekandele

Soojusülekandele on mõiste, mis viitab soojusenergia ülekandmisele kahe keha või kehaosa vahel temperatuuri erinevuse tõttu. Selles valdkonnas eristatakse kolme peamist mehhanismi: soojusjuhtivus, konvektsioon ja kiirgus.

Soojusjuhtivus on energia ülekandumine läbi materjali, kus soojus liigub aatomite vibratsioonide ja elektronide liikumise kaudu. See mehhanism on oluline tahkistes ja vedelikes ning sõltub materjali soojusjuhtivusest ning geomeetriast. Konvektsioon on soojusülekanne vedelikes ja gaasides, kus soojus kandub koos vedeliku või gaasi massi liikumisega; see võib olla loomulik konvektsioon või sundkonvektsioon, mida põhjustab näiteks ventilaatori või pumpa kasutamine. Kiirgus on energia edastus elektromagnetlainete teel ning ei vaja keskkonda; kõik kehad kiirgavad soojust ning kiirgusvoog sõltub objekti temperatuurist ja emissiivsusest (Stefan-Boltzmanni seadus: q = εσA(T^4 − T_env^4)).

Üldine soojusülekande kiirus on kirjeldatava süsteemi piiril määratletav koguväärtus q = U A ΔT, kus U on üldine soojusülekande koefitsient, A on pindala ja ΔT temperatuuride erinevus. Sõltuvalt rakendusest kasutatakse materjalide omadusi nagu soojusjuhtivus k (W/m·K), tihedus ρ ja eriline soojus c. Soojusülekande mõisted on keskse tähtsusega ehituses, soojusvahetites, elektroonika Jahutuses ja paljudes tööstusprotsessides.