soojusvahetusviise

Soojusevahetusviisid ehk soojusvahetuse vormid kirjeldavad, kuidas soojus liigub kahe või enama keha vahel või keha ja keskkonna vahel. Peamised viisid on juhtivus, konvektsioon ja kiirgus. Enamiku süsteemide puhul toimuvad need viisil, kusjuures mitu viisi võivad samaaegselt olla aktiivsed.

Juhtivus on soojusülekanne materjalis või kahe keha vahel läbi otsese Kontaktiga. Selles ülekanne toimub mikroskoopiliste osakeste (aatommasside, elektronide) kaudu ja sõltub materjali soojusjuhtivusest ning temperatuurierinevusest. Olulised tegurid on materjali omadused, läbitungivus ja geomeetria. Fourier’i seadus kirjeldab soojusvoolu tihedust kui proporsionaalset temperatuurigradiendile.

Konvektsioon on soojusvahetus vedelike ja gaaside vahel, mis kaasab vedeliku või gaasi liikumise. Seda on naturaalse konvektsiooni (lindude temperatuuri erinevus tekitab tõuke voolude tekkeks) ja sunnitud konvektsiooni (ventilaatorite või pumpade abil) ning see sõltub vedeliku/gaasi viskoossusest, tihedusest, temperatuurierinevusest ja geomeetriast.

Kiirgus on soojusvahetus elektromagnetlike kiirguste kaudu ning ei vaja materiaalset ühendust. Iga keha kiirgab soojuskiirgust sõltuvalt temperatuurist ja pinnatasemest emissiivsusest. Stefan-Boltzmanni seadus näitab, et kiirgusvoog kasvab kui temperatuur tõuseb ning suurenevad erinevused kahe keha temperatuurides.

Kombinatsioonid ja rakendused on laialdased: soojust õhust või veest eemaldatakse nõuetekohase konstruktsiooni ja materjalide abil; soojusvahetid on ehitatud, et maksimeerida soovitud viisi mõju ja minimeerida soojuskao. Efektiivsus sõltub pindala, materjalide omaduste, temperatuuride ja vooluteede kujundusest.