MühendislikTeknoloji

Isı Transferi Nedir? Isı Transferi Türleri

Isı transferi mühendislik alanında olduğu gibi günlük hayatın da her tarafında yer alıyor. Suyun kaynaması, banyo sonrası saçların kuruması, el ele tutuştuğunuzda soğuk olan kişinin ellerinin ısınması, elektrik tellerinin yazın uzaması, kışın kısalması gibi milyonlarca örnek ile çoğaltılabilir. Isı transferi ve termodinamik bir birleri ile doğrudan ilintilidir. Termodinamik bir sistemde bir durumdan başka bir duruma geçerken transfer edilen ısı miktarını hesaplar iken ısı transferi ise transfer edilen ısının hızını bulmaktadır.

Isı transferi tüm mühendislik alanlarında olmasına karşın makine mühendisliğinde kapsamı çok daha geniştir. Termodinamik temeli ile ısı transferi ele alınır ve mahal ısıtılıp soğutulmasından içten yanmalı motorlara, buhar üretiminden soğuk hava depolarına, havalandırma işlemlerinden günlük hayata kadar çok geniş bir yelpazede ısı transferi ele alınır.

Isı transferi, termodinamikte olduğu gibi ileri seviye matematik, ileri seviye fizik ile incelenmesine karşın karşımıza çıkan sorunlar basitleştirilerek ve kabuller yapılarak çözüme ulaşılabilmektedir. Mühendislik alanları içerisinde termodinamik ve ısı transferi en fazla kabul yapılan alanların başında gelmektedir.

Bu yazımızda ısı transferinin üç temel mekanizması / metodu olan iletim (kondüksiyon), taşınım (Konveksiyon) ve ışınım (Radyasyon) mekanizmalarını ele alacağız.

Isı Transferi Mekanizmaları
Isı Transferi Mekanizmaları

Yukarıdaki fotoğrafta görülebildiği üzere iki madde bir birine temas halinde ise ve iki maddeden bir tanesi sıcak diğer soğuk ise ısı sıcak olan maddeden soğuk olana maddeye doğru akar. Bu durum kondüksiyon (iletim) ile ısı transferidir. Eğer iki madde bir birine değmiyor fakat bir birinden etkileniyor ise (Sıcak çaya üflediğinizde çayın ısısının üflediğiniz havaya geçerek çayın soğuması gibi) bu durum konveksiyon (taşınım) ile ısı transferidir. Eğer bir maddeden etrafına ısı geçişi oluyor ise (güneşin dünyayı ısıtması, sobanın odayı ısıtması gibi) buna da rasyasyon (ışınım) ile ısı transferi denir. Bu üç ısı transfer mekanizmasını ayrıntılı ele alalım.

Isı Transferi
Isı Transferi

İletim İle Isı Transferi (Kondüksiyon)

İletim ile ısı transferinde iki madde bir birine temas etmeli ve temas sonucunda sıcaklığı yüksek olanın ısısını sıcaklığa düşük olana vermesi gerekmektedir. İki madde aynı sıcaklıkta ise ısı geçişi olmayacağı için ısı transferi de olmayacaktır.

Termodinamğin 2. Kanunu ısının yüksek sıcaklıktaki bölgeden düşük sıcaklıktaki bölgeye akar demektedir.  Örnek verecek olur isek iki kişinin el ele tutuştuğunda eli sıcak olan kişinin ısısı soğuk olan kişiye geçmekte ve soğuk olan kişinin eli ısınmaktadır.

Isı transfer hızı bir çok etmene bağlıdır. Malzemenin / cismin sıcaklığı, kalınlığı, kesit alanı, iletkenliği, temas süresi gibi etmenler ısı transfer hızını doğrudan etkilemektedir.

Taşınım ile Isı Transferi (Konveksiyon)

Taşınım ile ısı transferinde iki madde bir biri ile temas halinde olmaz, ısı transferi akışkan hareketi ile sağlanır. Havalandırma sistemlerinde çatıda bulunan bir cihazda ısıtılan veya soğutulan havanın kanallar vasıtasıyla odaya iletilerek odanın ısıtılması veya soğutulması taşınım ile ısı transferine güzel bir örnektir.

Taşınım ile ısı transferine bir çok örnek verilebileceği gibi ısı transferinin en yoğun olduğu mekanizmadır. Buzdolabı, soğuk hava deposu, klimalar vb. bir çok cihaz taşınım ile ısı transferi yapmaktadır.

Işınım İle Isı Transferi (Radyasyon)

Işınım ile ısı transferinde iki madde bir birine temas etmediği gibi iki madde arasında bir akışkan da bulunmamaktadır. Bir cismi oluşturan taneciklerin sıcaklık artışı sonunda hareketlerinde hızlanma olması ışıma şiddetini artıran bir etkidir.

Günümüzde radyant ısıtmalar Işınım yaluyla ısı transferi sağlamaktadır. Radyantların ısısı karşısındaki yüzeyi ısıtır iken yüzey ile radyant arasındaki akışkan olan havayı ısıtmamaktadır.

Aynı şekilde en büyük ısı kaynağı olan Güneş’te ışınım ile dünyamızı ısıtmaktadır. Dünya ile Güneş arasında her hangi bir akışkan olmadığından dolayı ısı ışınım yoluyla dünyaya gelmektedir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir