Conducibilità termica

La conducibilità termica è una proprietà che dipende dal materiale. Indica la capacità di un materiale di trasmettere il calore per conduzione termica. I materiali con elevata conducibilità termica trasmettono il calore rapidamente. I materiali con bassa conducibilità termica, invece, hanno un effetto isolante.

Nell'ingegneria dei processi, la conducibilità termica influenza il trasferimento di calore nei solidi, nei materiali sfusi, nei liquidi e nei gas. È determinante per i tempi di riscaldamento e raffreddamento, la distribuzione della temperatura e l'efficienza energetica.

Nel caso dei materiali sfusi, tuttavia, la conducibilità termica effettiva non dipende solo dal materiale stesso. Anche la porosità, la densità apparente, le superfici di contatto e i gas intrappolati svolgono un ruolo importante. I materiali sfusi in movimento presentano spesso un trasferimento di calore effettivo maggiore rispetto a quelli a riposo.

La conducibilità termica è particolarmente importante nella progettazione di miscelatori, reattori, essiccatori e apparecchiature di scambio termico. Essa determina la velocità con cui il calore passa dal fluido di riscaldamento o di raffreddamento al prodotto. Il flusso termico per conduzione termica può essere descritto come segue:

Qdot = -λ * A * (dT / dx)

• Qdot è il flusso termico (W)
• λ è la conducibilità termica (W/(m·K))
• A è la superficie di scambio termico (m²)
• dT/dx è il gradiente di temperatura (K/m)

Il segno negativo indica che il calore fluisce sempre verso la temperatura più bassa.