Malzemelerin ve Gazların Isıl İletkenliği

Isı iletkenliği, ısı iletme özelliğini tanımlayan bir malzeme özelliğidir. Isı iletkenliği şu şekilde tanımlanabilir:

“sabit durum koşulları altında bir birim sıcaklık gradyanı nedeniyle – bir malzemenin birim kalınlığından – birim alan yüzeyine normal bir doğrultuda iletilen ısı miktarı”

Isı iletkenlik birimleri, SI sisteminde [W / (m K)] ve ingiliz sisteminde [Btu / (hr ft ° F)] şeklindedir.

Yaygın malzeme ve ürünler için ısı iletkenliği (k):

Malzeme / Madde25 oC125 oC225 oC
Akik10.9  
Akrilik0.2  
Alkol0.17  
Aluminyum oksit30  
Alüminyum   
alüminyum oksit3626 
Alüminyum Pirinç121  
Amonyak (gaz)0,02490,03690,0528
Antimon18.5  
Argon (gaz)0.016  
Asbest öğütme tahtası0.14  
Asbest, gevşek paketlenmiş0.15  
Asbestli çimento2.07  
Asbestli çimento levhaları0.166  
Asbestli çimento levhası0.744  
Asetaller0.23  
Asetilen (gaz)0.018  
aseton0.16  
Asfalt0.75  
Balsa ahşap0.048  
Benzen0.16  
Berilyum   
Bitüm / keçe tabakaları0.5  
Bizmut8.1  
Bor25  
Brom (gaz)0.004  
Bronz   
Karbon çelik   
Selüloz asetat, kalıplanmış, levha0,17 – 0,33  
Selüloz nitrat, selüloit0,12 – 0,21  
Çimento harcı1.73  
Çimento, Portland0.29  
Seramik malzemeler   
Tebeşir0.09  
Mangal kömürü0.084  
Klorlanmış poli-eter0.13  
Klor gazı)0.0081  
Krom-oksit0.42  
Krom nikel çelik16.3  
Krom   
Kil, nemli kuru0,15 – 1,8  
Kil, doymuş0,6 – 2,5  
Kömür0.2  
Kobalt   
Morina (% 83 nem içeriği)0,54  
kok0.184  
Beton, yoğun1,0 – 1,8  
Hafif beton0,1 – 0,3  
Beton, orta0,4 – 0,7  
Beton, taş1.7  
konstantan23.3  
Bakır   
Corian (seramik dolgulu)1.06  
mantar0.07  
mantar pano0.043  
Yeniden granüle edilmiş mantar0.044  
Pamuk0.04  
Pamuk yün0,029  
Pamuk Yünü izolasyonu0,029  
Cupronickel% 3030  
Elmas1000  
İki atomlu toprak (Sil-o-cel)0,06  
Diatomit0.12  
Diklorodiflorometan R-12 (sıvı)0.09  
Diklorodiflorometan R-12 (gaz)0.007  
Duralium   
Dökme demir   
Toprak, kuru1.5  
Ebonit0.17  
Elma (% 85,6 nem)0,39  
Zımpara11.6  
Motor yağı0.15  
Epoksi0.35  
Esinti blok0,10 – 0,20  
Etan (gaz)0.018  
Eter0.14  
Etilen (gaz)0.017  
EtilenGlikol0.25  
Tüyler0.034  
Keçe izolasyonu0.04  
Fiber sunta0.2  
Fiber yalıtım levhası0.048  
Fiberglas0.04  
Ateşe dayanıklı tuğla 500 o C1.4  
Flor (gaz)0,0254  
Köpük cam0.045  
Benzin0.15  
Genel Tuğla (Yapı Tuğlaları)0.6 -1.0  
Bardak1.05  
Cam, Kuru inciler0.18  
Cam, İnci, doymuş0.76  
Cam pencere0.96  
Cam, yün Yalıtım0.04  
gliserin0.28  
Altın   
Granit1,7 – 4,0  
Grafit168  
Çakıl0.7  
Zemin veya toprak, kuru alan0.5  
Zemin veya toprak, nemli alan1  
Zemin veya toprak, çok kuru alan0.33  
Toprak veya toprak, çok nemli alan1.4  
Alçıpan0.17  
Hairfelt0.05  
Sunta yüksek yoğunluklu0.15  
Sertağaç (meşe, akçaağaç ..)0.16  
Hastelloy C12  
Hava, atmosfer (gaz)0,02620,03330,0398
Hava, yükseklik 10000 m0.02  
Helyum gazı)0.142  
Bal (% 12.6 nem içeriği)0.5  
Hidroklorik asit (gaz)0,013  
Hidrojen gazı)0.168  
Hidrojen sülfit (gaz)0,013  
Kadmiyum   
Kahverengi demir cevheri0.58  
Kalsiyum silikat0.05  
Kapok yalıtımı0.034  
Karbon1.7  
Karbondioksit (gaz)0,0146  
Karbonmonoksit0.0232  
Kazan ölçeği1,2 – 3,5  
gazyağı0.15  
Kripton (gaz)0.0088  
Kurşun   
Deri, kuru0.14  
kalker1,26 – 1,33  
Lityum   
Magnezya yalıtımı (% 85)0.07  
manyezit4.15  
Magnezyum   
Magnezyum alaşımı70 – 145  
Mermer2,08 – 2,94  
Civa, sıvı   
Metan gazı)0.03  
Metanol0.21  
Mika0,71  
Süt0,53  
Mineral yün yalıtım malzemeleri, yün battaniyeler ..0.04  
Molibden   
Monel   
Neon (gaz)0.046  
Neopren0.05  
Nikel   
Nitrik oksit (gaz)0.0238  
Azot (gaz)0.024  
Azot oksit (gaz)0,0151  
Naylon 6, Naylon 6/60.25  
Yağ, makine yağlaması SAE 500.15  
Zeytin yağı0.17  
Oksijen (gaz)0.024  
palladyum70.9  
kâğıt0.05  
Parafin Balmumu0.25  
Turba0.08  
Perlit, atmosferik basınç0.031  
Perlit, vakum0,00137  
Fenol-formaldehit kalıplama bileşikleri0,13 – 0,25  
Fenolik döküm reçineleri0.15  
fosfor-110  
altın taklidi159  
Pirinç   
Çukur kömürü0.24  
Saha0.13  
Alçı ışık0.2  
Alçı, metal çıta0,47  
Alçı, kum0,71  
Alçı, ahşap çıta0.28  
plastisin0,65 – 0,8  
Plastik köpüğü (izolasyon malzemesi)0.03  
Platin   
plutonyum   
kontrplâk0.13  
polikarbonat0.19  
Polyester0.05  
Polietilen yüksek yoğunluklu, PEH0,42 – 0,51  
Polietilen düşük yoğunluklu, PEL0.33  
Poliizopren sert kauçuk0.16  
Poliizopren doğal kauçuk0.13  
polimetilmetakrilat0,17 – 0,25  
Polipropilen, PP0,1 – 0,22  
Polistiren, genleşmiş strafor0.03  
Polistiren0.043  
Politetrafloroetilen (PTFE)0.25  
Poliüretan köpük0.03  
Polivinilklorür, PVC0.19  
Porselen1.5  
Potasyum1  
Patates, çiğ et0,55  
Propan gazı)0.015  
Ateşe dayanıklı cam1,005  
Kuvars minerali3  
Radon gazı)0,0033  
Kırmızı metal   
Renyum   
Rodyum   
Taş yünü izolasyonu0.045  
Kaya, gözenekli volkanik (Tüf)0,5 – 2,5  
Kaya, katı7-Feb  
reçine0.32  
Kauçuk, hücresel0.045  
Kauçuk, doğal0.13  
Rubidyum   
Somon (% 73 nem içeriği)0.5  
Kum, kuru0,15 – 0,25  
Kum, nemli0,25 – 2  
Kum, doymuş4-Feb  
Kumtaşı1.7  
Talaş0.08  
Selenyum   
Selüloz, pamuk, odun hamuru ve rejenere0.23  
Koyun yünü0.039  
Silika aerojel0.02  
Silisyum karbür120  
Silikon döküm reçine0,15 – 0,32  
Silikon yağı0.1  
Gümüş   
Cüruf yünü0.042  
arduvaz2,01  
Kar (sıcaklık <0 o C)0,05 – 0,25  
Sodyum   
Yumuşak ağaçlar (köknar, çam ..)0.12  
Toprak, kil1.1  
Toprak, doymuş0,6 – 4  
Toprak, organik madde ile0,15 – 2  
Lehim 50-5050  
İs0.07  
Buhar, düşük basınç0.0188  
Buhar, doymuş0.0184  
sabuntaşı2  
Çelik, karbon   
Paslanmaz çelik   
Saman levha izolasyonu, sıkıştırılmış0.09  
Strafor0,033  
şekerler0,087 – 0,22  
Sülfür dioksit (gaz)0.0086  
Kükürt, kristal0.2  
Sığır eti, yağsız (% 78,9 nem)0,43 – 0,48  
Tantal   
Katran0.19  
Tellür4.9  
Tereyağı (% 15 nem içeriği)0.2  
toryum   
Kereste, kızılağaç0.17  
Kereste, kül0.16  
Kereste, huş0.14  
Kereste, karaçam0.12  
Kereste, akçaağaç0.16  
Kereste, meşe0.17  
Kereste, yunus0.14  
Kereste0.19  
Kereste, kırmızı kayın0.14  
Kereste, kızılçam0.15  
Kereste, ceviz0.15  
Kereste, beyaz çam0.15  
Teneke   
Titanyum   
Tungsten   
Tuğla0,47  
Tuğla yoğun1.31  
Tuğla, yoğun1.6  
Uranyum   
Üretan köpüğü0.021  
Vakum0  
Vermikülit granülleri0.065  
Vinil esteri0.25  
Su0.606  
Su, buhar (buhar) 0,02670,0359
Balmumu0.084  
Buğday unu0.45  
Beyaz metal35 – 70  
Tahıl, balsa genelinde ahşap0.055  
Tahıl boyunca ahşap, beyaz çam0.12  
Tahıl boyunca ahşap, sarı çam, kereste0.147  
Ahşap yünü, döşeme0,1 – 0,15  
Ahşap, meşe0.17  
Yün keçe0.07  
Ksenon (gaz)0.0051  
Yalıtım tuğlası0.15  
Yüksek fırın gazı (gaz)0.02  
Zift0.17  
Zift0.17  
Çinko   
Buz (0 o C, 32 o F)2.18  
Inconel15  
Külçe demir47 – 58  
Yalıtım malzemeleri0,035 – 0,16  
İyot0.44  
İridyum147  
Demir   
Demir oksit0.58  

1 W/(m K) = 1 W/(m oC) = 0.85984 kcal/(h m oC) = 0.5779 Btu/(ft h oF) = 0.048 Btu/(in h oF) = 6.935 (Btu in)/(ft² h °F)

Örnek – Bir iletkende ısı transferi
Paslanmaz çelik tencere ve alüminyum tencere

Bir tencere duvarı boyunca iletken ısı transferi;

q = (k / s) A dT                                                (1)

yada alternatif

q / A = (k / s) dT 

q = ısı transferi (W, Btu/h)

A = yüzey alanı (m2, ft2)

q / A = birim alandaki ısı transferi (W/m2, Btu/(h ft2))

k = termal iletkenlik  (W/mK, Btu/(hr ft °F))

dT = t1 – t2 = sıcaklık farkı (oC, oF)

s = duvar kalınlığı (m, ft)

Not! – bir yüzeyden toplam ısı transferinin “genel ısı transfer katsayısı” ile belirlenmesi ek olarak iletken ısı transferine bağlıdır

  • yüzeylerin iç ve dış tarafındaki konvektif ısı transfer katsayıları
  • yüzeylerin iç ve dış tarafındaki radyant ısı transfer katsayıları

2 mm kalınlığındaki bir Alüminyum Tencere Duvarından İletken Isı Transferi – sıcaklık farkı 80oC

Alüminyum için ısı iletkenliği 215 W / (m K) ‘dir (yukarıdaki tablodan).
Birim alan başına iletken ısı transferi;

q / A = [(215 W/(m K)) / (2 10-3 m)] (80 oC) 

          = 8600000 (W/m2)

          = 8600 (kW/m2)

Kalınlığı 2 mm olan bir Paslanmaz Çelik Tencere Duvarından İletken Isı Transferi – sıcaklık farkı 80oC

Paslanmaz çelik için ısı iletkenliği 17 W / (m K) ‘dir (yukarıdaki tablodan). Birim alan başına iletken ısı transferi;

q / A = [(17 W/(m K)) / (2 10-3 m)] (80 oC)  

          = 680000 (W/m2)

          = 680 (kW/m2)

Lineer Termal Genleşme Katsayıları ve Hesaplama

Hüseyin Sümer hakkında 82 makale
Chemical and Mechanical engineer. Entrepreneur. Passionate about, Technology and Research.

İlk yorum yapan olun