Difusividad térmica

En el análisis de transferencia de calor , la difusividad térmica es la conductividad térmica dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a presión constante. ^[1] Es una medida de la tasa de transferencia de calor dentro de un material. Tiene unidades de m ² /s. La difusividad térmica generalmente se indica con alfa minúscula ( $α$ ), pero también se utilizan $a$ , $h$ , $κ$ ( kappa ), ^[2] $K$ , ^[3] y $D.$

La fórmula es: ^[4]

\alpha ={\frac {k}{\rho c_{p}}}

$k$ es la conductividad térmica (W/(m·K))
$c p$ es la capacidad calorífica específica (J/(kg·K))
$ρ$ es la densidad (kg/m ³ )

En conjunto, $ρc p$ puede considerarse la capacidad calorífica volumétrica (J/(m ³ ·K)).

Como se ve en la ecuación del calor , ^[5]

{\frac {\partial T}{\partial t}}=\alpha \nabla ^{2}T,

derivada temporal la temperatura curvatura efusividad térmica^[6]^[7]

La difusividad térmica a menudo se mide con el método flash . ^[8]^[9] Consiste en calentar una tira o muestra cilíndrica con un corto pulso de energía en un extremo y analizar el cambio de temperatura (reducción de amplitud y cambio de fase del pulso) a corta distancia. ^[10]^[11]

Difusividad térmica de materiales y sustancias seleccionados.

Ver también

Referencias

^ Lide, David R., ed. (2009). Manual CRC de Química y Física (90ª ed.). Boca Ratón, Florida : CRC Press . pag. 2-65. ISBN 978-1-4200-9084-0.
^ Hetnarski, Richard B.; Eslami, M. Reza (2009). Estrés térmico: teoría y aplicaciones avanzadas (edición australiano en línea). Dordrecht: Springer Países Bajos. pag. 170. doi :10.1007/978-3-030-10436-8. ISBN 978-1-4020-9247-3.
^ ab Unsworth, J.; Duarte, FJ (1979), "Difusión de calor en una esfera sólida y teoría de Fourier", Am. J. Física. , 47 (11): 891–893, Bibcode :1979AmJPh..47..981U, doi :10.1119/1.11601
^ Lightfoot, R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. (1960). Fenómenos del transporte . John Wiley and Sons, Inc. Ec. 8.1-7. ISBN 978-0-471-07392-5.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ Carslaw, SA ; Jaeger, JC (1959), Conducción de calor en sólidos (2ª ed.), Oxford University Press, ISBN 978-0-19-853368-9
^ Dante, Roberto C. (2016). Manual de materiales de fricción y sus aplicaciones . Elsevier. págs. 123-134. doi :10.1016/B978-0-08-100619-1.00009-2.
^ Venkanna, BK (2010). Fundamentos de la transferencia de calor y masa. Nueva Delhi: Aprendizaje de PHI. pag. 38.ISBN 978-81-203-4031-2. Consultado el 1 de diciembre de 2011 .
^ "NETZSCH-Gerätebau, Alemania". Archivado desde el original el 11 de marzo de 2012 . Consultado el 12 de marzo de 2012 .
^ WJ Parker; RJ Jenkins; mayordomo CP; GL Abbott (1961). "Método de determinación de la difusividad térmica, la capacidad calorífica y la conductividad térmica". Revista de Física Aplicada . 32 (9): 1679. Bibcode : 1961JAP....32.1679P. doi :10.1063/1.1728417.
^ J. Blumm; J. Opfermann (2002). "Mejora de la modelización matemática de medidas de flash". Altas Temperaturas – Altas Presiones . 34 (5): 515. doi : 10.1068/htjr061.
^ Termito, M.-A. (octubre de 2010). "Nueva corrección del tamaño del haz para la medición de la difusividad térmica con el método Flash". En Gaal, Daniela S.; Gaal, Peter S. (eds.). Conductividad térmica 30/Expansión térmica 18 . 30ª Conferencia Internacional de Conductividad Térmica/18º Simposio Internacional de Expansión Térmica. Lancaster, PA: Publicaciones DEStech. pag. 217.ISBN 978-1-60595-015-0. Consultado el 1 de diciembre de 2011 .
^ Marrón; Marco (1958). Introducción a la transferencia de calor (3ª ed.). McGraw-Hill. y Eckert; Pato (1959). Transferencia de calor y masa . McGraw-Hill. ISBN 978-0-89116-553-8.citado en Holman, JP (2002). Transferencia de calor (9ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-029639-8.
^ ab V. Casalegno; P. Vavassori; M. Valle; M. Ferraris; M.Salvo; G. Pintsuk (2010). "Medición de propiedades térmicas de una unión cerámica/metal mediante método de flash láser". Revista de materiales nucleares . 407 (2): 83. Código bibliográfico : 2010JNuM..407...83C. doi :10.1016/j.jnucmat.2010.09.032.
^ abcd Lide, David R., ed. (1992). Manual de química y física de los CDC (71ª ed.). Boston: Compañía editorial de caucho químico.citado en Baierlein, Ralph (1999). Física Térmica . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. pag. 372.ISBN 978-0-521-59082-2. Consultado el 1 de diciembre de 2011 .
^ abcdefghijkl Jim Wilson (agosto de 2007). "Datos de materiales". {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
^ P.Hofer; E. Kaschnitz (2011). "Difusividad térmica de la aleación de aluminio Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) en estado sólido y líquido". Altas Temperaturas – Altas Presiones . 40 (3–4): 311.
^ A. Lindemann; J. Blumm (2009). Medición de las propiedades termofísicas del molibdeno puro . XVII Seminario Plansee . vol. 3.
^ E. Kaschnitz; M. Küblböck (2008). "Difusividad térmica de la aleación de aluminio Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) en estado sólido y líquido". Altas Temperaturas – Altas Presiones . 37 (3): 221.
^ Lienhard, John H. Lienhard, John H. (2019). Un libro de texto sobre transferencia de calor (5ª ed.). Pub de Dover. pag. 715.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ ab O. Koszor; A. Lindemann; F. Davín; C. Balázsi (2009). "Observación de propiedades termofísicas y tribológicas de CNT reforzado Si ₃ N ₄ ". Materiales clave de ingeniería . 409 : 354. doi : 10.4028/www.scientific.net/KEM.409.354. S2CID 136957396.
^ J. Blumm; A. Lindemann; B. Niedrig; R. Campbell (2007). "Medición de propiedades termofísicas seleccionadas del material de referencia certificado NPL acero inoxidable 310". Revista Internacional de Termofísica . 28 (2): 674. Código bibliográfico : 2007IJT....28..674B. doi :10.1007/s10765-007-0177-z. S2CID 120628607.
^ J. Blumm; A. Lindemann; B. Niedrig (2003-2007). "Medición de las propiedades termofísicas de un estándar de conductividad térmica NPL Inconel 600". Altas Temperaturas – Altas Presiones . 35/36 (6): 621. doi : 10.1068/htjr145.
^ abcd J. Blumm; A. Lindemann (2003-2007). «Caracterización de las propiedades termofísicas de polímeros y líquidos fundidos mediante la técnica flash» (PDF) . Altas Temperaturas – Altas Presiones . 35/36 (6): 627. doi : 10.1068/htjr144.
^ J. Blumm; A. Lindemann; M. Meyer; C. Strasser (2011). "Caracterización de PTFE mediante técnica avanzada de análisis térmico". Revista Internacional de Termofísica . 40 (3–4): 311. Bibcode : 2010IJT.... 31.1919B. doi :10.1007/s10765-008-0512-z. S2CID 122020437.