lämmönsiirtomallissa

Lämmönsiirtomallissa on matemaattinen esitys siitä, kuinka lämpö liikkuu järjestelmässä. Tämä malli auttaa ennustamaan ja analysoimaan lämpötilan muutoksia ajan mittaan ja paikassa. Lämmönsiirto voi tapahtua kolmella päämekanismilla: johtumalla, kuljettumalla ja säteilemällä. Johtuminen on lämmön siirtymistä suoraan kosketuksessa olevien hiukkasten välillä, ja se on yleisintä kiinteissä aineissa. Kuljetus, eli konvektio, tapahtuu nesteiden tai kaasujen liikkeen mukana. Säteily puolestaan on lämmön siirtymistä sähkömagneettisten aaltojen avulla, eikä se vaadi väliainetta.

Lämmönsiirtomallit voivat vaihdella yksinkertaisista malleista, jotka kuvaavat yhden ulottuvuuden lämmönjohtumista, monimutkaisiin kolmiulotteisiin malleihin, jotka ottavat huomioon kaikki kolme lämmönsiirtomekanismia ja epälineaariset materiaaliominaisuudet. Mallien kehittämisessä käytetään usein differentiaaliyhtälöitä, kuten lämmönjohtumista kuvaavaa lämmöyhtälöä. Nämä yhtälöt kuvaavat, kuinka lämpötila muuttuu tilassa ja ajassa.

Sovelluksia lämmönsiirtomalleille löytyy monilta aloilta. Rakennustekniikassa niitä käytetään rakennusten lämpöhäviöiden ja energiatehokkuuden arviointiin. Koneenrakennuksessa malleja hyödynnetään esimerkiksi moottoreiden, lämmönvaihtimien ja elektroniikan jäähdytyksen suunnittelussa. Myös meteorologiassa, astrofysiikassa ja materiaalitekniikassa lämmönsiirtomalleilla on keskeinen rooli. Mallien oikeellisuus riippuu suuresti käytetyistä oletuksista ja syötetyistä parametreista, joten niiden tulosten tulkinnassa on oltava tarkkana.