Değişim yüzeyi

Bir değişim yüzeyi, bir niteleyen yüzey bir termal dönme kuvveti ya da bu değişim manyetik dalgalar nötr bir enerji fizyolojik grubu ortak içinde rastgele maddenin bir transfer koltuğu. O olabilir:

malzeme transferine izin veren geçirgen bir duvar;
termal transfer sağlayan kapalı bir duvar.

Malzeme transferine izin veren geçirgen duvar

Bu duvar çok ince, basit veya istila edilmiş olabilir. Osmoz fenomeninin merkezidir, ancak aynı zamanda organizmanın ortam ortamı ile termal alışverişinde de sayılabilir.

Termal transfer sağlayan sızdırmaz duvar

Bu duvar , biri diğerinden daha sıcak olan iki akışkan arasında önemli bir ısı transferine izin verir veya oturur . Bu transfer , sıcak veya soğuk akışkan ile katı duvar arasında konveksiyon ve ikincisi içinden iletim yoluyla gerçekleşir. Özel yüzey duvarı kıvrımları veya kollarının basit ve düz ya da büyük olabilir. Malzeme yüzeyinde hareket etmeye zorlanır, böylece transfer edilen ısı akışı maksimum olur.

Düz yüzey

Aşağıdaki tanımlar, hareket halindeki iki akışkan ortamı ayıran homojen ve izotropik, yüzey , kalınlık ve sabit termal iletkenliğe sahip bir duvardan (örneğin bir duvar) geçen bir ısı transferini açıklamaktadır . Isı, duvar boyunca sıcak ortam sıcaklığı ile soğuk ortam sıcaklığı arasında aktarılır . Bu sıcaklıkların ve termal ve akışkan konveksiyon katsayılarının , temas yüzeylerine göre sabit ve muntazam olduğu varsayılır . $S$ $e$ ${\ lambda}$ ${\ displaystyle T_ {c}}$ $T _ {{f}}$ ${\ displaystyle h_ {c}}$ ${\ displaystyle h_ {f}}$

Sıcak akışkan içinde konveksiyon ısı konveksiyon bir katsayı ile yönetilmektedir (in metrekare-kelvin başına watt bir tanımlamasına izin verir) konveksiyon ısı direnci de, watt başına Kelvin . ${\ displaystyle {hc}}$ ${\ displaystyle R_ {cv} = {\ frac {1} {h_ {c} .S}}}$
Soğuk sıvıdaki konveksiyon , watt başına Kelvin cinsinden konveksiyonun termal direncini tanımlamaya izin veren bir termal konveksiyon katsayısı (metrekare başına watt cinsinden) tarafından yönetilir . ${\ displaystyle {hf}}$ ${\ displaystyle R_ {cv} = {\ frac {1} {h_ {f} .S}}}$
Kalın katı duvardan iletim , watt başına Kelvin cinsinden bir iletken termal direnci tanımlayan termal iletkenlik ( kelvin-metre başına watt cinsinden) tarafından yönetilir . $e$ $\ lambda$ ${\ displaystyle R_ {co} = {\ frac {e} {\ lambda .S}}}$

Isı akısı cinsinden ifade edilen bir değişim yüzeyi aracılığıyla, vat , aşağıdaki formül ile elde edilir: ${\ Phi}$

${\ displaystyle {\ Phi} = {\ frac {T_ {c} -T_ {f}} {{\ frac {1} {hc.S}} + {\ frac {1} {hf.S}} + { \ frac {e} {\ lambda .S}}}}}$

Pratikte, duvarın her iki tarafındaki değişim yüzeyleri aynı değildir. Bu nedenle, formüle iki yüzey ve . Benzer şekilde, ısı eşanjörlerindeki metal değişim duvarları, örneğin, metalinkine kıyasla düşük bir termal iletkenliğe sahip olan ve bu nedenle değişime karşı ek termal dirençler oluşturan , kireç tortularından ve kirden oluşan bir kirlenme filmi ile kaplanır . Çeşitli sıvılar için kontaminasyon dirençleri belirlendi. ${\ displaystyle Sc}$ ${\ displaystyle Sf}$

Silindirik yüzey

Küresel yüzey

Değişim yüzeyleri

Spesifik yüzey

Spesifik alan, bir nesnenin yüzeyinin görünen yüzeyinin aksine gerçek yüzey alanını ifade eder. Çeşitli cihazlar kullanılarak spesifik yüzey artırılarak, değişim yüzeyi de artırılır.

Canlı organizmalarda gözeneklerden, kıllardan, alveollerden, villuslardan ve mikrovilluslardan, istiladan bahsediyoruz.
Isı eşanjörlerinde kanatlar veya borular hakkında konuşuruz.

Biyolojide değişim yüzeyi örnekleri

Bir değişim yüzeyi olarak deri, çeşitli transfer mekanizmalarının oturduğu yerdir. Ter salgısı vücut ısısının düzenlenmesinde rol oynar. Sıcaklıkla artar, yüzey buharlaşmasıyla soğumaya neden olur. Kutanöz solunum çoğunlukla tam pulmoner solunum veya solungaç. Tüylü deri aynı zamanda ısı değişim yüzeyi görevi de görür.
Akciğerlerde, bronş ağacı ve alveolleri , solungaçlar gibi, rolü hayati gazların değiş tokuşu olan geniş bir değişim yüzeyine sahiptir.
Sindirim sistemindeki villus ve mikrovillus, değişim yüzeyini artırarak besinlerin dolaşım sistemine geçişine izin verir .
Bitki köklerindeki emici tüyler , bitki ile toprak arasında önemli bir değişim yüzeyi oluşturur.
Genel olarak, bitkilerdeki hücre duvarları , bakteri duvarları , turgorun kökenindeki belirli filtreleme ve osmoregülasyon mekanizmalarının yeridir .

Isı değişim yüzeyi örnekleri

Homeotermik canlı organizmalardaki deri, dış çevre ile ısı değişim yüzeyidir. Bazı organların konformasyonu veya tüylülük, termoliz (fillerdeki saç), yani aşırı ısının veya düşük ısı iletkenliğine sahip belirli ek katmanların , tüylerin veya kürkün, l ' ısı yalıtımının dağıtılmasını mümkün kılar. .
Herhangi bir bölge kavramını bilmeyen imparator penguenler , Roma lejyonerlerinin oluşumuna benzetilerek bir kaplumbağada bir araya gelirler . Bu "sosyal düzenleyici davranış", onların değişim yüzeylerini azaltmalarına ve enerji harcama düzeylerini düşürmelerine olanak tanır. Sarılmak veya kıvrılmak, bir hayvanın soğuk algınlığı karşısında ısı değişim yüzeyini azaltmasına izin verir. Kolları sallayarak iki yana açmak, ısı değişim yüzeyini arttırır ve ısı dağılımını destekler.
Akciğerler , aynı zamanda bir değişim yüzeyini oluşturan ve bir hayvan veya yerleştirildiği ortama sahip olan bir insan ısı alışverişinin bir lot için hesap.
Bir ısı değiştirici yüzeyi içinden yapılır, karıştırma sıvıları bir soğuk sıvı akışının, onun ısıyı elde etmek üzere, sıcak sıvı akışını sağlayan bir aygıt olup , ısı değiştiricinin. 'Değişimi. Radyatörler , kazan , soğutma kulesi , ısı dağıtıcılar , kondansatörler veya bir havalandırma sistemi ya da üfleme olmaksızın mümkün olduğunca büyük değişim yüzeyi temelinde çalışır.
İçinde ısı mühendisliği yapı , örneğin çatı bölümleri yanı duvarlar vb duvarlar terimi altında birlikte gruplanan yapı kabuğunu ve dış çevre ile değişim yüzeyini oluşturur. Isı yalıtım duvarları boyunca ısı akışının azaltılması.

Uzantı olarak, arayüz

Ayrıca görün

Notlar ve referanslar

Ana-Maria Bianchi, Yves Fautrelle, Jacqueline Etay. Termal transferler. PPUR politeknik presler, 2004. Çevrimiçi danışma
Isı eşanjörleri. E Rouland. Rouen Üniversitesi. Çevrimiçi danışın
Edouard Bard, Ofer Bar-Yosef. İklime karşı karşıya kalan adam: Yıllık Sempozyum. Odile Jacob, 2006. Çevrimiçi danışma