Bir malzemenin ısı yalıtkanı olup olmadığı nasıl belirlenir?
Isı iletkenliği—Malzeme yalıtım performansının anahtarı
Isıl iletkenlik (genellikle k, λ veya κ ile gösterilir), bir malzemenin ısıyı iletme veya aktarma yeteneğini ifade eder. Konveksiyon ve radyasyondan sonra üçüncü ısı transfer yöntemidir. Isı iletimi süreci, uygun hız denklemleri kullanılarak ölçülebilir. Bu ısı iletim modundaki hız denklemi, Fourier ısı iletim yasasına dayanmaktadır.
Isıl iletkenlik, moleküllerin sürekli çarpışmasıyla oluşur ve katının genel hareketine neden olmaz. Isı, sıcaklık gradyanı boyunca, yani yüksek sıcaklık ve yüksek moleküler enerjiye sahip bölgelerden düşük sıcaklık ve düşük moleküler enerjiye sahip bölgelere doğru hareket eder. Bu aktarım, termal dengeye ulaşılana kadar devam eder. Isı aktarım hızı, sıcaklık gradyanının büyüklüğüne ve malzemenin termal özelliklerine bağlıdır.
Birim zaman içerisinde bir malzemenin birim alanından (1 m²) birim kalınlıkta (1 m) geçen ısı miktarı olarak tanımlanır ve birimi W/m·K'dir. [ W. Watt, m: metre, K: Kelvin ]
Belirli malzemelerin ısıl iletkenliği, sıcaklık gradyanları, malzemenin özellikleri ve ısının yayıldığı yolun uzunluğu gibi çeşitli faktörlere büyük ölçüde bağlıdır.
Amorf yapıya ve düşük yoğunluğa sahip malzemelerin ısı iletkenliği daha düşüktür. Malzemenin nem içeriği ve sıcaklığı düşük olduğunda, ısı iletkenliği de düşük olur.
Malzemelerin ısıl iletkenliği, onları nasıl kullandığımızı belirler. Örneğin, düşük ısıl iletkenliğe sahip malzemeler konut ve endüstriyel yalıtımda olağanüstü performans gösterirken, yüksek ısıl iletkenliğe sahip malzemeler mutfak eşyaları ve soğutma ekipmanlarında kullanım için oldukça uygundur. Genellikle, ısıl iletkenliği 200 W/(m·K)'den yüksek olan malzemeler yüksek ısıl iletkenliğe sahip malzemeler olarak adlandırılırken, ısıl iletkenliği 0,12 W/m·K'den düşük olan malzemeler yalıtım malzemeleri olarak adlandırılır.
Isıl iletkenlik, malzemeler arasındaki ilişkinin temel bir bileşenidir. Isıl iletkenliği anlama becerisi, en iyi performansı elde etmek için malzemeleri hayatın çeşitli alanlarında kullanmamızı sağlar. Etkili ısıl hız testi ve ölçümü, bu görev için hayati önem taşır.
Yaygın malzemelerin ısı iletkenlikleri şunlardır:
Malzeme | Isıl İletkenlik (W/m·K) |
ABS-Plastik | 0.25 |
Asetaller | 0.3 |
Akrilik | 0.06 |
Alkidler | 0.85 |
Alümina, Saf | 30~40 |
Saf Alüminyum | 237 |
Alüminyum, Döküm | 100~180 |
Asfalt | 0.75 |
Tuğla, İnşaat tuğlası | 0.69 |
Tuğla, Diyatomlu toprak | 0.24 |
Tuğla, Şamot | 1.04 |
Karton, Celotex | 0.048 |
Karton, Oluklu | 0.064 |
Kalsiyum Silikat Levha | 0.05~0.07 |
Çimento, Harç | 1.16 |
Çimento, Portland | 0.29 |
Seramik Elyaf | 0.09~0.2 |
Beton, Keramzit | 0.77 |
Beton, Köpüklü | 0.21 |
Beton, Taş 1-2-4 karışımı | 1.37 |
Bakır, Saf | 401 |
Mantar pano, 10lb/ft 3 | 0.043 |
Elmas | 2300 |
Diyatomlu toprak | 0.061 |
Epoksi | 0.2~2.2 |
Epoksi Cam | 0.3~0.5 |
EPS | 0.033~0.036 |
Bardak | 0.12 |
Cam, Köpüklü | 0.044~0.058 |
Cam, Silika | 1.38 |
Cam yünü | 0.032~0.040 |
Fenolik Reçine Köpük | 0.023~0.025 |
Alçı | 0.48 |
Pleksiglas | 0.19 |
Polietilen Köpük | 0.047 |
Poliüretan Köpük | 0.025 |
Taş Yünü | 0.04 |
Kauçuk, Butil | 0.26 |
Kauçuk, Sert | 0.19 |
Kauçuk, Silikon | 0.19 |
Kauçuk Köpük | 0.034 |
Silika aerojel | 0.016 |
Silikon, %99,9 | 150 |
Taş, Granit | 2.8 |
Taş, Kireçtaşı | 1.3 |
Taş, Mermer | 2.5 |
Taş, Kumtaşı | 1.83 |
Odun | 0.17 |
Talaş | 0.059 |
Veri kaynağı internettir. Sadece referans amaçlıdır.