Współczynnik wyrównania temperatur

Współczynnik wyrównania temperatur, dyfuzyjność termiczna – współczynnik charakteryzujący materiał, przez który przepływa ciepło^[1].

${\displaystyle a={\frac {\lambda }{{c_{p}}{\rho }}}}$

• ${\displaystyle a}$ – współczynnik wyrównania temperatur (dyfuzyjność termiczna) [ m² s^-1]
• ${\displaystyle {\lambda }}$ – współczynnik przewodnictwa cieplnego materiału [W m^-1K^-1]
• ${\displaystyle c_{p}}$ – ciepło właściwe [ J kg^-1K^-1]
• ${\displaystyle {\rho }}$ – gęstość materiału [kg m^-3]
• ${\displaystyle {c_{p}}{\rho }}$ – objętościowa pojemność cieplna materiału [J m^-3K^-1]

Współczynnik ten – występujący m.in. w równaniu Fouriera, opisującym przepływ ciepła przez materiał – uwzględnia właściwości rozpatrywanego materiału.

Równanie różniczkowe Fouriera:

${\displaystyle {\frac {{\partial }T}{{\partial }t}}=a\nabla ^{2}T}$

• ${\displaystyle a}$ – współczynnik wyrównania temperatur (dyfuzyjność termiczna) [ m² s^-1]
• ${\displaystyle T}$ – temperatura [K]
• ${\displaystyle t}$ – czas [s]

Przykładowe wartości współczynnika a:

• aluminium: ${\displaystyle a}$=0,392 m²/h
• beton: ${\displaystyle a}$=0,0034 m²/h
• żelazo: ${\displaystyle a}$=0,051 m²/h
• mur: ${\displaystyle a}$=0,0015 m²/h

Odwrotność współczynnika wyrównania temperatur 1/a jest miarą bezwładności cieplnej materiału.

Współczynnik a wskazuje szybkość z jaką przebiegają zmiany temperatury z jednej płaszczyzny do drugiej, czyli podatność materiału do wyrównania temperatury podczas nagrzewania lub ochładzania w określonych miejscach.

Przypisy