Przewodność cieplna

Przewodność cieplna jest wielkością zależną od materiału. Określa ona, jak dobrze dana substancja przekazuje ciepło poprzez przewodzenie. Materiały o wysokiej przewodności cieplnej szybko przenoszą ciepło. Natomiast materiały o niskiej przewodności cieplnej działają izolacyjnie.

W inżynierii procesowej przewodność cieplna wpływa na przenoszenie ciepła w ciałach stałych, materiałach sypkich, cieczach i gazach. Ma ona decydujące znaczenie dla czasu nagrzewania i schładzania, rozkładu temperatury oraz efektywności energetycznej.

W przypadku materiałów sypkich efektywna przewodność cieplna nie zależy jednak wyłącznie od samego materiału. Istotną rolę odgrywają również porowatość, gęstość nasypowa, powierzchnie styku oraz gazy uwięzione. Materiały sypkie w ruchu często wykazują wyższą efektywną przewodność cieplną niż te w stanie spoczynku.

Przewodność cieplna ma szczególne znaczenie przy projektowaniu mieszalników, reaktorów, suszarek i urządzeń do wymiany ciepła. Określa ona, jak szybko ciepło przechodzi z medium grzewczego lub chłodzącego do produktu. Przepływ ciepła poprzez przewodzenie cieplne można opisać w następujący sposób:

Qdot = -λ * A * (dT / dx)

• Qdot to strumień ciepła (W)
• λ to przewodność cieplna (W/(m·K))
• A to powierzchnia wymiany ciepła (m²)
• dT/dx to gradient temperatury (K/m)

Znak ujemny wskazuje, że ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.