Soojusülekanne

Soojusülekanne on soojuse levimine kõrgema temperatuuriga keha madalama temperatuuriga kehale. Niisugust energia kuumemast keskkonnast jahedamasse keskkonda edasikandumise protsessi nimetatakse ka soojusvahetuseks.[1]

Soojusülekande vormidRedigeeri

Soojusülekanne toimub kolmel viisil: soojusjuhtivus, konvektsioon ja soojuskiirgus. Soojus levib enamasti korraga kõigis kolmes vormis.

SoojusjuhtivusRedigeeri

  Pikemalt artiklis Soojusjuhtivus

Soojusjuhtivuse korral kandub energia tahkistes edasi mikroskoopiliste aineosakeste vahetu kontakti teel, näiteks kristallivõre sõlmede kooskõlalise võnkumise tulemusena (osakesed ise edasi ei liigu) ja samuti vabade elektronide põrkumisega omavahel ja võresõlmedega; niisuguste põrkumistega seletub metallide hea soojusjuhtivus. Vedelikes ja gaasides kandub soojusliikumise energia edasi molekulide omavaheliste korrapäratute põrgetega (vt termiline energia).

Soojusjuhtivust kirjeldab soojusjuhtivuse seadus, mille kohaselt ajaühikus pinnaelement läbiv soojushulk[2]

 ,

kus   on aine soojusjuhtivustegur ja   on temperatuuri gradiendi projektsioon pinnaelemendi   normaalile  .

KonvektsioonRedigeeri

  Pikemalt artiklis Konvektsioon

Konvektsioon on makroskoopiliste ainehulkade liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis.

Konvektiivse soojusülekande intensiivsust tahke ja vedela või gaasilise keskkonna eralduspinnal iseloomustab soojusülekandetegur, tähis   (ehitusfüüsikas ka h) ja ühik vatt ruutmeetri ja kelvini kohta (W/(m2·K)). Seega väljendab soojusülekandetegur soojusvoolu vattides (soojushulka sekundis, J/s = W), mis läbib 1 m2 suurust eralduspinda keskkonnatemperatuuride 1 K erinevuse korral.[3]

Soojustehnikas on kasutusel ka soojusläbikandetegur, tähis k ja mõõtühik nagu soojusülekandetegurilgi W/(m2·K). Soojusläbikande puhul siirdub soojus läbi piirdetarindi (seina) ühest keskkonnast teise soojusülekande ja soojusjuhtivuse teel. Näiteks kandub soojus kõrgema temperatuuriga õhult seina pinnale, läbib seina soojusjuhtivuse teel ja kandub seina pinnalt üle madalama temperatuuriga õhule.[4]

Soojusläbikandeteguri tähenduses on kasutusel ka termin U-arv ja vastavalt teguri tähis U.

SoojuskiirgusRedigeeri

  Pikemalt artiklis Soojuskiirgus

Soojuskiirgus on pideva spektriga elektromagnetkiirgus, mida põhjustab soojusliikumine kiirgavas kehas. Soojuskiirgus oleneb keha temperatuurist ja optilistest omadustest, eriti kiirgamis- ja neelamisvõimest. Soojus levib infrapunakiirgusena peamiselt lainepikkuste vahemikus 0,4 µm kuni 800 µm.[3]

ViitedRedigeeri

  1. Leena Paap. Soojusvahetus
  2. ENE 8. köide, 1995
  3. 3,0 3,1 Andres Talvari. Soojusfüüsika alused
  4. Arvo Ots. Soojustehnika aluskursus. TTÜ kirjastus, Tallinn, 2011