Isı transferi: Revizyonlar arasındaki fark

[kontrol edilmiş revizyon][kontrol edilmemiş revizyon]
İçerik silindi İçerik eklendi
Curious (mesaj | katkılar)
Değişiklik özeti yok
Sema ekinci (mesaj | katkılar)
Değişiklik özeti yok
Etiket: tanım değiştirme
1. satır:
== Isı Aktarımı==
{{kaynaksız}}
 
Isı aktarımı sıcaklık ve basınca bağlı fiziksel sistemler arasındaki termik enerjinin, ısıyı dağıtarak değişmesidir. Is aktarımının temel yöntemleri iletim ya da difüzyon, konveksiyon ve radyasyondur.
'''Isı aktarımı''', [[sıcaklık]]ları farklı iki veya daha fazla [[nesne]] arasında [[iletim]], [[taşınım]] ya da [[ışınım]] yoluyla (veya bu yolların birbiri ile olan birleşimları yoluyla) gerçekleşen [[enerji]] aktarımının incelenmesidir. Bu transferin matematiksel olarak modellenmesi ''ısı aktarımı'' dersinin temel konusunu oluşturur. [[Termodinamik]], [[akışkanlar mekaniği]] ve [[malzeme]] ile ilişkilidir.
 
Birbirlerinden ve çevrelerinden değişik ısılarda olan sistemlerin arasındaki sınır boyunca partiküllerin kinetik enerji değişimi. Isı aktarımı her zaman yüksek ısıdaki alandan düşük ısıdaki alana doğru gerçekleşir. Isı aktarımı Termodinamiğin birinci kanunda ye alan her sistemin iç enerjisini değiştirir. Termodinamiğin ikinci kanunu ölçülebir ısı aktarım ile termodinamik entropi kavramını tanımlar.
Taşınımla Isı Aktarımı temel olarak moleküllerin kitleler halinde hareketinden kaynaklanır. İki farklı sıcaklıktaki yüzey arasında hareket halindeki akışkan bu hareketi sırasında ısı taşınımını sağlar.
 
Termik denge tüm kısımlar ve çevreleri aynı sıcaklığa ulaştığında sağlanır. Termik genleşme, sıcaklığa tepki olarak maddenin hacmini değiştirme eğlimidir.
İletimle Isı Aktarımı ise durgun bir ortamda gerçekleşir, birbirleriyle temas halindeki moleküllerin kafes yapısındaki titreşimler sayesinde ısı bir sonraki moleküle taşınır.
 
==Genel Bakış==
Işınımla Isı Aktarımında ise ısı aktarımı için bir ortama gerek duyulmaz. Birbirini gören yüzeyler arasında sıcaklık farkı olduğu sürece ışınımla ısı aktarımı olduğunu söylemek mümkündür.
 
Isı fizikte termik enerjinin iyi tanımlanan bir sınır boyunca termodinamikler etrafında geçişi olarak tanımlanmıştır. Termodinamik serbest enerji bir termodinamik sistemin geçrekleştirebileceği iş miktardır. Entalpi sistemin iç enerjisi ( U ), basıncın ve hacmin sonucunun toplamı olan termodinamki potansiyelidir ve H harfi ile gösterilir. Joule enerji, iş ve ısı miktarını ölçme birimidir.
== Isı Aktarımı Türleri ==
* ''[[İletim]]'', madde veya cismin bir tarafından diğer tarafına ısının iletilmesi ile oluşan ısı transferinin bir çeşididir. Isı aktarımı daima yüksek sıcaklıktan, düşük sıcaklığa doğrudur. Yoğun maddeler genelde iyi iletkendirler; örneğin metaller çok iyi [[iletken]]lerdir.
* ''[[Taşınım]]'', katı yüzey ile akışkan arasında gerçekleşen ısı aktarımının bir çeşididir. [[Akışkan]] içindeki akımlar aracılığı ile ısı aktarılır. Akışkan içindeki veya akışkanla sınır yüzey arasındaki sıcaklık farklarından ve bu farkın [[yoğunluk]] üzerinde oluşturduğu etkiden doğabilmektedir.
* ''[[Işınım]]'' yolu ile ısı aktarımı, [[foton]]lar ([[elektromanyetik]] [[ışınım]]) yolu ile olan ısı aktarımıdır.
 
Isı aktarımı durum fonksiyonlarının aksine bir süreç fonksiyonudur, bu yüzden sistemin durumunu değiştiren termodinamik süreçteki aktarılan ısı miktarı sadece sürecin başlangıç ve bitiş durumları arasındaki net farka değil aynı zamanda sürecin nasıl gerçekleştiğine bağlıdır.
{{termodinamik-taslak}}
 
Termodinamik ve mekanik ısı aktarımı ısı katsayısı, ısı akışı için ısı akışı ve termodinamik itici gücü arasındaki orantıyle hesaplanır. Isı akışı, yüzey boyunca gerçekleşen ısı akışının sayısal vektörel temsilidir.
[[Kategori:Isı transferi|Isı Aktarımı]]
 
Mühendislik bağlamında, ısı terimi termik enerjiyle eş anlamlıdır. Bu kullanım sıvı haldeki ısının (kalori) çeşitli durumlar tarafından tranfer edilmesinin tarihsel yorumundan gelmektedir ve meslekten olmayan kimselerde ve günlük dilde de yaygındır.
 
Termik enerji için taşıma denklemleri ( Fourier kanunu ), mekanik momentum ( Newton'un sıvılar kanunu ) ve kütle aktarımı ( Flick'in difüzyon kanunu) birbirine benzerdir ve bu üç taşıma süreci arasındaki analojiler, herhangi birinin diğerlerinden dönüşümünün tahminini kolaylaştırmak için geliştirilmiştir.
 
Termik mühendislik, ısı üretimi, kullanımı, değişimi ve ısı aktarımının değişimi ile ilgilenir. Böylelikle, ısı aktarımı ekonominin her alanında yer alır. Isı aktarımı, termik iletim, termik akım, termik radyasyon ve evre değişikliğinden kaynaklanan enerji aktarımı gibi çeşitli mekanizmalara sınıflandırılmıştır.
 
==Mekanizmalar==
 
Isı aktarımının temel yöntemleri şunlardır :
 
Yatay İletim : Yatay iletim sıvı maddenin veya korunmuş maddenin bir yerden diğerine hareket ve ivmeye bağlı olarak taşınması mekanizmasıdır.
 
İletim ve Difüzyon : Fiziksel temas içindeki nesnelerin arasındaki enerji aktarımıdır. Termik iletkenlik maddenin ısı iletme özelliğidir ve Fourier'in ısı iletimi kanunu çerçevesinde değerlendirilir.
 
Konveksiyon : Sıvı akımı dolayısıyla, nesne ve çevresi arasındaki enerji aktarımıdır. Ortalama sıcaklık, konveksyonel ısı aktarımı özelliklerini değerlendirmek için bir referanstır.
 
Radyasyon : Atom yüklü parçacıkların hareketinden kaynaklanan enerji aktarımı elektromanyetik radyasyona dönüştürülür.
 
'''Yatay İletim '''
 
Maddeyi aktararak termik enerji de dahil olmak üzere enerji, sıcak ya da soğuk maddenin bir yerden bir yere taşınmanın fiziksel aktarımı tarafından taşınır. Bu şişeye sıcak su koymak ve yatağı ısıtmak ya da okyanus akıntılarını değiştiren bir buzdağının hareketi kadar kolay olabilir. Basit bir örneği termik hidroliklerdir. Bu formülle açıklanabilir.
 
Q = v \rho c_p \Delta T
Q ısıysa (W/m²), ρ yoğunluktur (kg/m³), c_p sürekli basınçta ısı kapasitesidir (J/(kg*K)), ΔT ısıdaki değişimdir (K), v ise hızdır. (m/s).
 
'''İletim'''
 
Mikroskopik boyutta, ısı iletimi, sıcak, hızla hareket edip titreşen atom ve moleküller komşu atom ve moleküllerle etkileşime geçip kendi enerjilerinin bir kısmını bu komşu partiküllere aktardıklarında gerçekleşir. Bir başka deyişle, ısı, komşu atomlar birbirlerine karşı titreşmesiyle a da elektronlar bir atomdan bir atoma taşınmasıyla gerçekleşen iletimle aktarılır. İletim katılarda veya termik etkileşimdeki katı nesneler arasındaki ısı aktarımının en önemli aracıdır. Sıvılar, özellikle gazlar daha az iletkendir. Termik temas iletkenliği, etkileşimdeki katı kısımlar arasındaki ısı iletiminin çalışmasıdır.
 
Sabit durumda iletim, iletimi çeken sıcaklık farklılığı sürekli olduğunda yani eşitleme anından sonra, ileten nesnedeki sıcaklığın mekansal dağılımı daha fazla değişmediğinde gerçekleşen bir iletim şeklidir. Sabit durum iletiminde, kısma giren ısı miktarı çıkan ısı miktarına eşittir.
 
Geçici değişim nesnedeki sıcaklık zamanla değiştiğinde gerçekleşir. Geçici sistemlerin analizi daha karışıktır ve çoğu zaman bilgisayarla sayısal analiz ya da yaklaşım teorilerinin uygulanmasını gerektirir.
 
 
'''Konveksiyon '''
 
Sıvının akışı dış süreçler ya da termik enerjinin sıvıyı genleştirdiğinde gerçekleşen kaldırma kuvveti ( yerçekimsel alanlarda ) tarafından baskılanabilir, böylece kendi tranferi etkilenir. Sonraki süreç genellikle doğal konveksiyon diye adlandırılır. Tüm konveksiyonel süreçler aynı zamanda ısıyı kısmen difüzyonla da taşır. Diğer bir konveksiyon türü baskılanmış convenction. Bu durumda, sıvı pompa, fan ya da başka mekanik araçla akmaya zorlanır.
 
Konveksiyonel ısı aktarımı ya da konveksiyon ısının akışkanın hareketleriyle bir yerden bir yere taşınmasıdır ve temelde ısının katı aktarımı üzerinden taşınması sürecidir. Sıvıların genleşme hareketi ısı aktarımını bir çok fiziksel durumda arttırır, örneğin katı ve sıvı yüzeyler arasında olduğu gibi. Konveksiyon genellikle sıvı ve gazlardaki ısı aktarımının baskın şeklidir. Isı aktarımının üçüncü yöntemi olarak tartışılmasına rağmen, konveksiyon genellikle sıvılardaki ısı iletimi ve genleşen sıvı akışının ısı aktarımının birleşmiş etkilerini tanımlamak için kullanılır. Sıvı akışıyla taşınma süreci yatay iletim olarak bilinir ama salt yatay iletim genellikle sadece sıvılarda katı taşınması ile ilişkilendirilir, örneğin nehirdeki çakılların yatay iletimi gibi. Yatay iletimle taşımanın her zaman ısı difüzyonuyla eşlik edildiği sıvılarda ısı aktarımı durumunda, ısı konveksiyonu süreci, yatay ısı iletimi ve difüzyonla taşınan ısının toplamı olarak anlaşılır.
 
Genleşen sıvılar hareketleri sıvıdaki sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan yoğunluk değişmelerinin sebep olduğu kaldırma kuvvetinden kaynaklandığında serbest veya doğal konveksiyon oluşur. Sıvıdaki akıntılar, fanlar karıştırıcılar ve pompalar gibi suni konveksiyon akımları yaratan dış araçlar tarafından oluştuğunda baskılanmış konveksiyon terimi kullanılır.
 
'''Konveksiyonel Soğuma'''
 
Konveksiyonel soğutma bazen Newton'un soğuma yasası olarak tanımlanır.
 
Bir gövdenin ısı kayıp oranı gövde ve çevresi arasındaki sıcaklık farkıyla orantılıdır. Ancak, tanımı gereği Newton'un soğuma yasası, konveksiyondan kaybedilen ısı oranının, ısı aktarımını gerçekleştiren sıcaklık farkı ile doğru orantılı olmasını gerektirir ve konveksiyonel soğumada bu bazen böyle değildir. Genel olarak, konveksiyon sıcaklık gradyanlarına doğrusal olarak bağlı değildi ve bazı durumlarda oldukça ilişkisizdir. Bu durumlarda, Newton'un yasası geçerli değildir.
 
'''Konveksiyon vs. İletim'''
 
Kabının altından ısıtılan bir sıvıda, taşıma ve konveksiyon baskın gelmek için rekabet halinde gibi düşünülebilir. Eğer ısı iletimi çok iyiyse, konveksiyondan hareket eden sıvı iletimle çok hızlı ısıtılır ve aşağı doğru hareketi kaldırma kuvvetinden dolayı durur, konveksiyondan yukarı hareket eden sıvı iletimle çok hızlı soğur ve kaldırma kuvveti azalır. Diğer yandan, eğer ısı iletimi çok düşükse, geniş bir sıcaklık gradyanı oluşabilir ve konveksiyon çok güçlü olabilir.
 
Rayleigh number ( Ra ) iletim ve konveksiyonun göreli gücünü belirleyen bir ölçüdür.
 
Ra = \frac{g \Delta \rho L^3} {\mu \alpha} = \frac{g \beta \Delta T L^3} {\nu \alpha}
*g yer çekimi nedeniyle hızlanma
*ρ yoğunluk \Delta \rho düşük ve yüksek sonlar arasındaki yoğunluk farkı
*μ dinamik akma direnci
*α termik yayıcılık
*β termik genleşme hacmi ( α ile de gösterilebilir )
*T sıcaklık
*ν kinematik akma direnci
*L karakteristik uzunluk
 
Rayleigh sayısı konveksiyonla ısı aktarımı oranı ile iletimle ısı aktarımı oranı arasındaki orantı olarak ya da aynı şekilde sayısal faktöre bağlı eş zaman ölçeği arasındaki orantı olarak anlaşılabilir.Bu, sistemin geometrisine dayanan sayısal faktörlere bağlı yapılan aşağıdaki hesaplarda da görülebilir :
 
İletimi çeken kaldırma kuvveti yaklaşık olarak g \Delta \rho L^3, dolayısıyla eş basınç yaklaşık olarak g \Delta \rho L . Sabit durumda, akma direncine bağlı kayma gerilmesi tarafından nötrleştirilir, bu yüzden yaklaşık olarak \mu V/L = \mu /T_{conv} eşittir , iletimden dolayı V tipik bir sıvı hızıysa and T_{conv} zaman ölçeğinin sırasıdır. Diğer yanda iletim zaman ölçeği T_{cond} = L^2/ \alpha sırasıdır.
 
İletim Rayleigh sayısı 1.000-2.000 üzerindeyken gerçekleşir.
 
'''Radyasyon'''
 
Termik radyasyon vakum veya herhangi bir şeffaf araç ( katı ya da sıvı ) üzerinden gerçekleşir. Aynı yasalar tarafından yönetilen elektromanyetik dalgalar içindeki fotonlar aracılığıyla gerçekleşen enerji aktarımıdır. Dünyanın radyasyon dengesi gelen ve giden termik radyasyonlara Dünyanın enerji bütçesine bağlıdır. İklim sistemindeki antropoenik pertürbasyonlar, net uzun dalga radyasyonun uzaya kaybını azaltan pozitif ışınımsal kuvvetinden sorumludur.
 
Termik radyasyon termik enerji havuzunda sıfırın üstünde sıcaklıkla elektromanyetik dalgalar tarafından yayılan bir enerjidir. Termik radyasyon uzay boşluğunun varlığı olmadan yayılır.
Termik radyasyon atom ve moleküllerin rastgele hareketinin doğrudan bir sonucudur. Bu atomlar ve moleküller yüklü parçacıklardan oluşur ve hareketleri enerjiyi yüzeyden taşıyan elektromanyetik radyasyonun yayılımıyla sonuçlanır.
 
 
 
Işınsal enerjinin aktarım oranını tanımlayan Stefan Boltzmann denklemi, boşluktaki bir nesne için aşağıdaki gibidir ;
Q= \epsilon \sigma T^4
İki madde arasındaki ışınsal aktarım için aşağıdaki gibidir :
Q= \epsilon \sigma (T_a^4-T_b^4)
Q ısı akımıysa, ε emisyon (unity for a black body), σ Stefan-Boltzmann sabiti, and T mutlak sıcaklıktır. Radyasyon genellikle sadece çok sıcak nesneler için ya da büyük sıcaklık farkı olan nesneler için önemlidir.
Güneşten gelen radyasyon ya da solar radyasyon ısı ve güç için kullanılabilir. İletken ve konveksiyonel ısı aktarımı formlarının aksine, termik radyasyon solar güç üretiminde odaklanımında kullanılan aynaları kullanarak küçük noktalarda odaklanılabilir.Örneğin aynalardan yansıyan güneş ışığı Ps10 güneş enerjisi kulesini ısıtır ve gün boyunca suyu 285 dereceye kadar ısıtabilir.
 
==Faz Geçişi==
 
Yıldırım enerji aktarımının oldukça görülebilir bir şeklidiir ve Dünyanın yüzeyindeki mevcut plazmanın bir örneğidir. Genellikle, yıldırım 100 milyon volta kadar 30.000 amper boşaltır ve ışığı, radyo dalgalarını, X ışınlarını ve hatta gamma ışınlarını bile yayar. Yıldırımda plazma sıcaklıkları 28.000 kelvine kadar yaklaşabilir ve elektron yoğunlukları 1024m'i aşabilir.
 
Faz geçişi ya da faz değişimi termodinamik sistemde bir fazdan ya da durumdan diğerine ısı değişikliyle gerçekleşir. Buzun kaynayan suda erimesi faz değişikliğinin bir örneğidir. Mason, bir su damlasının büyüklüğünün buharlaşma ve yoğuşmadaki ısı aktarımına bağlı olduğunu açıklar.
Faz geçişi türleri dört temel durumda oluşur :
 
Katı : Biriktirme, donma ve katıdan katıya dönüşüm.
 
Gaz : Kaynama/buharlaşma, rekombinasyon/deiyonizasyon ve süblimleşme.
 
Sıvı : Yoğuşma ve erime/füzyon
 
Plazma : İyonlaşma
 
'''Kaynama'''
 
Bir maddenin kaynama noktası, sıvının buhar basıncının çevresindeki basınca eşit olduğu sıcaklıktır ve sıvının buharlaşması buhar hacminde ani bir değişikliğe neden olur.
 
Doyma sıcaklığı kaynama noktası anlamına gelir. Doyma sıcaklığı, sıvının buhar fazına geçiş için kaynadığındaki doyma basıncına karşılık gelen sıcaklıktır. Svı termik enerjiyle doyurulabilir. Termik enerjiye herhangi bir ekleme faz geçişine neden olur.
 
Düşük sıcaklıklarda kaynama olmaz ve ısı aktarımı her zamanki tek plazma mekanizması tarafından kontrol edilir. Yüzey sıcaklığı arttıkça, yerel kaynama gerçekleşir ve buhar kabarcıkları oluşur, çevredeki soğuk sıvıya doğru genişler ve çöker. Bu alt soğuma kabarcıklı kaynamadır ve oldukça etkili bir ısı aktarımıdır. Yüksek kabarcık oranlarında, kabarcıklar müdaheleye başlar ve ısı akışı artık yüzeyin sıcaklığını hızlı bir şekilde arttırmaz.
 
Yüksek sıcaklıklarda, kaynayan katmanın hidro dinamik durgun düzenine ulaşılır. Buhar katmanlarına doğru olan ısı akışları düşüktür ama sıcaklıkla birlikte yavaşça artar. Sıvı ve görülebilen yüzeyi arasındaki herhangi bir etkileşim taze buhar tabakasının oldukça hızlı bir nükleasyonuna yol açar ( Spontane nükleasyon). Yüksek sıcaklıklarda halen maksimum ısı akışına erişilmiştir.
 
Leidenfrost etkisi kabarcıklı kaynamanın ısı aktarımını ısıtıcının yüzeyindeki gaz baloncukları nedeniyle nasıl yavaşlattığını gösterir. Belirtildiği gibi, gaz fazı termik iletkenliği sıvı fazı termik iletkenliğinden daha azdır, dolayısıyla sonuç bir çeşit gaz termik bariyeridir.
 
'''Yoğuşma'''
 
Yoğuşma, buhar soğuduğunda ve fazını sıvı olarak değiştirdiğinde gerçekleşir. Yoğuşma sırasında, buharlaşmanın gizli ısısı serbest bırakılmalıdır. Isı miktarı, aynı sıvı basıncındaki buharlaşma sırasındaki absorbe edilen ısıyla aynıdır.
 
Bir kaç çeşit yoğuşma şekli vardır :
*Homojen yoğuşma, sis oluşumu sırasındaki gibi.
*Soğutulmuş sıvıyla doğrudan etkileşimde olan yoğuşma.
*Isı eşanjörünün soğutma duvarıyla doğrudan etkileşimden olan yoğuşma : Bu sanayide en yaygın kullanılan biçimdir.
:*Filmwise yoğuşma sıvı tabaka soğutulmuş yüzeyde oluştuğunda gerçekleşir ve genellikle sıvı yüzeyi ıslattığında oluşur.
:*Dropwise yoğuşma sıvı damlacıkları soğutulmuş yüzeyde oluştuğunda gerçekleşir ve genellikle sıvı yüzeyi ıslatmadığında oluşur. Güvenilir bir şekilde sürdürmek zordur, bu yüzden sanayi ekipmanları filmwise yoğuşmasını yapacak şekilde tasarlanır.
 
'''Erime'''
 
Erime maddenin katıdan sıvı fazına geçişiyle sonuçlanan fiziksel bir süreçtir. Maddenin iç enerjisi artar, genellikle ısı ya da basınç uygulamasıyla olur ve sıcaklıkta katıdaki iyonik veya molekülerin düzeninin daha düzensiz bir duruma geçtiği erime noktasına kadar artış gerçekleşir ve katı erir. Eriyen nesne tamamen eriyiktir. Eriyik durumda maddeler genellikle yükselen sıcaklıkla hızlarını azaltır, bu duruma özel olan madde,polimerizasyona bağlı olarak hızı bir noktaya kadar artan ve sonra yüksek sıcaklıkla eriyik durumda azalan sülfürdür.
 
==Modelleme Yaklaşımlar==
 
Isı aktarımı aşağıda belirtilen yöntemlerle modellenebilir.
 
'''İklim Modelleri'''
 
İklim modelleri ışıyan ısı aktarımı atmosfer, okyanuslar, kara yüzeyi ve buzların etkileşiminin benzerini yapmak için ışıyan ısı aktarımını nicel yöntemler kullanarak araştırır.
 
'''Isı denklemi'''
 
Isı denklemi, ısının verilen bölge ve zamandaki dağılımını açıklayan önemli bir kısmi farklılık gösteren bir denklemdir. Bazı durumlarda, deklemin kesin sonuçları mümkün olabilir; diğer durumlarda denklem sayısal hesaplama yöntemleri kullanılarak çözülmelidir.
 
'''Toplu Sistem Analizi'''
 
Toplu sistem analizi çoğunlukla denklemlerin karışıklığını, ısıtma ve soğutmanın sıklıkla Newton'un soğuma yasasına tekabül eden basit bir üstel çözüm tarafından tanımlandığı birinci dereceden doğrusal diferansiyel denkleme azaltır.
 
Toplu kapasitans modelince sistem analizi, maddedeki ısı iletiminin maddenin sınırındaki ısı iletiminden daha hızlı olduğu geçici iletimde yaygın bir yaklaşımdır. Bu maddedeki geçici iletimin bir yönünü eşit sabit durum sistemine kadar azaltan bir yaklaşım metodudur. Yani, metod maddedeki sıcaklığın, değeri zamanla değişse bile tamamen tek tür olduğunu varsayar.
 
Bu yöntemde, Biot rakamı olarak da bilinen, maddedeki iletken ısı direncinin maddenin çevresindeki konveksiyonel ısı aktarımı direncine olan oranı hesaplanır. Küçük Biot rakamları için,maddedeki mekansal tek tür sıcaklık yaklaşımı kullanılabilir : Isının maddeye girmesindeki dirence kıyasla daha düşük dirençte olan maddeye aktarılan ısının kendini tek tür şeklinde dağıtması için vakti vardır.
 
==Teknik==
 
Isı aktarımının sayısız araca ve sistemin fonksiyonuna geniş bir uygulama alanı vardır. Isı aktarımının ilkeleri çeşitli koşullarda sıcaklığı koruma, arttırma ya da azaltma için kullanılabilir. Isı aktarımı yöntemleri, otomotiv mühendiliği, elektronik araçve sistemlerin termik düzenlenmesi, iklim kontrolü, yalıtım, madde işlenmesi ve güç istasyonu mühendislikleri gibi birçok alanda kullanılır.
 
'''Yalıtım, Işınım ve Direnç'''
 
Termik izölatörler ısı akışını iletimi,konveksiyonu ya da her ikisini limitlendirerek azaltmak için özel tasarlanmış materyallerdir. Termik direnç ısı özelliği ve madde ya da materyalin ısı akışına ve sıcaklık farklılığına olan direnç ölçüsüdür.
 
Işıma ya da spektral ışıma geçen ve yayılan radyasyonun miktar ölçüleridir. Işıma bariyerleri radyasyonu yansıtan ve bu yüzden radyasyon kaynağından ısı akışını azaltan materyallerdir. İyi izolatörlerin mutlaka iyi ışıma bariyerleri olmaları gerekmez ya da tam tersine iyi ışıma bariyerlerinin iyi izolatör olması gerekmez, örneğin metal mükemmel bir yansıtıcı ama zayıf bir izolatördür.
 
Işıyan bariyer etkinliği radyasyonun kısmi olarak yansıtan yansıtıcılığıyla belirtilir. Yüksek yansıtmalı materyalin daha az yayımlılığı vardır ya da tam zıttı. Verilen herhangi bir dalga boyunda, yansıma = 1 - yayımlılık. İdeal ışıma bariyeri 1 yansıması vardır ve bu yüzden gelen radyasyonun %100'ünü yansıtır. Termos camları veya Dewars bu ideale yaklaşmak için gümüşlenir. Uzay boşluğunda, radyasyon ısı aktarımını büyük ölçüde azaltmak ve uydu sıcaklığını kontrol etmek için uydular alüminize edilmiş bir çok katmandan oluşan çok katmanlı izolasyon kullanırlar.
 
'''Cihazlar'''
 
*Isı motoru mekanik işlerde kullanılmak üzere ısının dönüşmesi veya termik enerjinin mekanik enerjiye dönüşmesini gerçekleştiren bir sistemdir.
*Termokuple sıcaklık ölçüm cihazıdır ve ölçme ölçüm için sıcaklık sensörünün yaygın biçimde kullanılan bir tipidir ve ısıyı elektrik gücüne dönüştürmek için de kullanılabilir.
*Termoelektrik soğutucu, elektrik akım geçtiğinde ısıyı cihazın bir tarafında diğerine pompalayan katı hal elektornik cihazıdır.
*Termodiyot ya da termik doğrultucu ısının tercih edilen bir yönde akışını sağlayan bir cihazdır.
 
'''Eşanjörler'''
 
Eşanjör daha etkili bir ısı aktarımı ya da ısıyı dağıtmak için kullanılan araçtır. Eşanjörler soğutmada, klimada, mekan ısıtmasında, elektrik üretiminde ve kimyasal işlemlerde yaygın biçimde kullanılır. Eşanjörün yaygın örneklerinden biri, sıcak soğutucu akışkanın radyatörün yüzeyinden gelen hava akışıyla soğutulduğu araba radyatörleridir.
 
Eşanjör akımlarının yaygın tipleri paralel akım, ters akım ve çapraz akımdır. Paralel akımda, her iki sıvı da aynı yönde akar; ters akımda sıvılar zıt yönde akar ve çapraz akımda, sıvılar birbirlerine dik açıda hareket eder. Eşanjörler için yaygın yapılar arasında kabuk ve tüp, çift boru, ekstrüzyo kanatlı boru, sipiral boru kanadı, u şekilli tüp ve yığın plakası vardır.
 
Soğutucu katı maddede oluşan ısıyı sıvı halde araca aktaran bir bileşendir örneğin hava ya da bir sıvı gibi. Soğutucu örnekleri, soğutmada, klimada veya araba radyayörlerinde kullanılan eşanjörlerdir. Isı borusu da termik iletkenliği ve faz geçişini iki katı yüzeyde etkili bir ısı aktarımı için bir araya getiren diğer bir eşanjördür.
 
== Örnekler==
 
'''Mimari'''
 
Verimli enerji kullanımı ısıtma ve soğutmada gerekli olan enerjiyi azaltma hedefidir. Mimaride, yoğuşma ve hava akımları estetik yada yapısal hasarlara neden olabilir. Enerji denetimi, önerilen doğru prosedürlerin uygulanmasını değerlendirmek için yardımcı olabilir Örneğin, yalıtım iyileştirmeleri, yapısal sızıntıların hava ile sızdırılmasının giderilmesi veya enerji tasarruflu pencere ve kapıların eklenmesi gibi.
 
Akıllı metre elektrik enerjisi tüketimini aralıklarla kaydeden bir cihazdır. Isı geçirgenliği yapıdaki sıcaklık farklılıklarından dolayı ayrılan bir yapı boyunca ısı aktarımının oranıdır. Metre kare başına watt olarak ya da W/m²K olarak ifade edilir. Binanın iyi yalıtılmış kısımlarının daha düşük ısı geçirgenliği varken zayıf yalıtıma sahip kısımların yüksek ısı geçirgenliği vardır.
 
Termostat sıcaklığı kontrol etmek ve gözlemlemek için kullanılan cihazdır.
 
'''İklim '''
 
İklim mühendisliği karbon dioksit giderme e güneş radyasyonu yönetiminden oluşur. Karbondioksit miktarı Dünya atmosferinin radyatif dengesini belirlediği için, karbokdioksit giderimi teknikleri radyatif zorlamayı azaltmak için kullanılabilir. Güneş radyasyon yönetimi, sera gazlarının etkisini dengelemek için daha az güneş radyasyonunu absorbe etme girişimidir.
 
'''Sera Etkisi'''
 
Kaynak (Güneş), Dünya yüzeyi, Dünya atmosferi ve son dış yüzey arasındaki enerji değişimlerinin temsilidir. Atmosferin Dünya yüzeyinden yayılan enerjiyi tutma ve dönüştürme kabiliyeti Sera etkisinin karakteristik özelliğidir.
 
Sera etkisi termik radyasyonun gezegen yüzeyindeki termik radyasyonun atmosferik sera gazları tarafında absorbe edildiği ve tüm yönlerde yeniden yayıldığı bir süreçtir. Bu yeniden yayılmanın bir kısmı yüzeyin gerisine doğru ve aşağı atmosfere doğru olduğundan, bu ortalama sıcaklığın gazlar olmadığındaki halinin yukarısına çıkmasına neden olur.
 
'''İnsan Vücudu Isı Aktarımı'''
 
Isı aktarımı sistemlerinin ilkeleri vücudun ısıyı nasıl aktardığını belirlemek için insan vücuduna uygulanabilir. Isı, vücut sistemleri için enerji üreten sürekli metabolizma tarafından vücutta üretilir. İnsan vücudu, vücut fonksiyonlarını sürdürebilmek için devamlı aralıklı sıcaklığını korumalıdır. Bu yüzden, aşırı ısı vücudu aşırı ısınmadan korumak için vücuttan dağıtılmalıdır. Eğer bir kişi yüksek levelde fiziksel aktivite gerçekleştirirse, vücut metabolizma veısı üretim hızını arttıran ekstra yakıta ihtiyaç duyar. Vücut iç ısıyı sağlıklı düzeyde tutmak için üretilen ekstra ısıyı gidermek için fazladan methodlar kullanır.
 
Konveksiyon ısı aktarımı vücut yüzeyinden sıvıların hareketiyle gerçekleşir. Bu konveksiyonel sıvı ya da gaz olabilir. Vücudun dış yüzeyinden ısı aktarımı için, konveksiyon meknizması vücut yüzeyi, hava hızı ve deri yüzeyi ve çevresel yüzey arasındaki sıcaklık gradyanına bağlıdır. Vücudun normal sıcaklığı 37 °C'dir. Isı aktarımı çevrenin sıcaklığı normal vücut sıcaklığından azsa daha kolay oluşur. Bu kavram kişinin soğuk bir ortamda kalın giyinmediyse neden üşüdüğünü açıklar. Kıyafetler, ısının vücüdun kapalı kısımlarındaki ısı akışına olan direncini sağlayan yalıtıcılar olarak düşünülebilir. Bu ısı direnci kıyafet yüzeyindeki sıcaklığının vücut yüzeyindeki sıcaklıklıktan daha az olmasına sebep olur. Yüzey sıcaklığı ve çevre sıcaklığı arasındaki bu daha küçük sıcaklık gradyanı, eğer vücut kapalı değilse daha az ısı aktarımına sebep olacaktır.
 
Vücudun bir kısmının diğer kısmında daha sıcak olmadığını sağlamak için, ısı vücudun tim dokularına eşit şekilde dağıtılmalıdır. Damarlardan kan akışı konveksiyonel sıvı olarak görev yapar ve vücüdun dokularına aşırı ısı artışını engellemeye yardımcı olur. Damarlardaki bu kan akışı bir mühendislik sistemindeki boru akışı olarak modellenebilir. Kan tarafından taşınan ısı çevredeki dokunun sıcaklığı, kan damarının çapı, sıvının kalınlığı, akış hızı ve kanın ısı aktarım katsayısı tarafından belirlenir. Hız, kan damarı çapı ve sıvı kalınlığının tümü, sıvıların akışını karakterize etmekte sıvı mekaniğinde kullanılan boyutsuz bir sayı olan Reynolds sayısıyla ilişkilendirilebilir.
 
Buharlaşmalı ısı kaybı olarak da bilinen gizli ısı kaybı vücuttan büyük kısımlı bir ısı kaybına açıklama getirir. Vücudun çekirdek ısısı artınca, vücut deri yüzeyine daha çok nem getirmesi için ter bezlerini harekete geçirir. Sonrasında sıvı, vücut yüzeyinden ısıyı gideren buhara dönüştürülür. Buharlaşma ısı kaybı oranı, deri yüzeyindeki buhar basıncı ve derideki mevcut nem oranıyla doğrudan ilgilidir. Bu yüzden, deri ıslakken maksimum ısı aktarımı gerçekleşir. Vücut buharlaşmayla sürekli su kaybeder ama en fazla ısı kaybı artan fiziksel aktivite sırasında gerçekleşir.
 
==Soğutma Teknikleri==
 
'''Buharlaşmalı Soğutma '''
 
Buharlaşmalı soğutma çevredeki havaya su buharı eklendiğinde gerçekleşir. Suyu buharlaştıracak enerji, hava sürekli toplu ısıda kalırken, havadaki hissedilen ısıdan alınır ve ve gizli ısıya dönüştürülür. Gizli ısı sıvıyı buharlaştırmak için gerekli olan ısı miktarıdır; bu ısı sıvının kendisinden ve çevresindeki gaz ve yüzeylerden gelir. İki sıcaklık arasındaki fark ne kadar fazlaysa, buharlaşmalı soğutma etkisi de o kadar fazla olur. Sıcaklıklar aynı olduğunda, havada net bir su buharlaşması olmaz ve böylece soğutma etkisi de olmaz.
 
'''Lazer Soğutma'''
 
Kuantum fizik lazer soğutması, atomik ve moleküler örneklerin neredeyse sıfıra yakın (−273.15 °C, −459.67 °F) bir sıcaklığa ulaşılmasında ve sadece bu ısı seviyesine özgün Kuantum etkisini gözlemlemek için kullanılır.
 
Doppler Soğutma lazer soğutmanın en yaygın yöntemidir.
 
Simpatik Soğutma bir türün parçacıklarının diğer türün parçacıklarını soğuttuğu bir işlemdir. Genel anlamda, direk lazerle soğutulan atomik iyonlar yakındaki iyon ve atomları soğutmak için kullanılır. Bu teknik, direk lazerle soğutulamayan atom ve iyonların soğumasına olanak sağlar.
 
'''Manyetik Soğutma'''
 
Manyetik buharlaşma lazer soğutma gibi methodlarla önceden soğutulmuş atom gruplarının sıcaklığını düşürme işlemidir. Manyetik soğutma manyetokaloric etkisini kullanarak 0.3K altında soğutur.
 
'''Işınım Soğuma'''
 
Işınım soğuma, ışınım yoluyla vücudun soğuma işlemidir. Çıkan enerji Dünya'nın enerji bütçesi için önemlidir. Dünya enerji atmosferi sisteminde, Güneş enerjisinden gelen kısa dalgaların absorbe dengesini sağlamak için yayılan uzun radyasyon dalgalarının işlenmesiyle ilgilidir. Isının konveksiyonel iletimi ve gizli ısı buhar iletimi yüzeyden ısıyı alır ve atmosfere geri dağıtır.
 
'''Termik Enerji Depolama'''
 
Termik enerji depolama sonradan kullanma için enerji toplama ve depolama teknolojisidir. Gündüz ve gece zamanında gereken enerjiyi dengelemek için kullanılabilir. Termik hazne, çevre sıcaklığından yukarda ya da aşağıda bir sıcaklıkta sürdürülebilir. Uygulamalar sonradan kullanmak üzere, mekan ısıtma ya da sıcak su işleme ya da elektrik üretimini içerir.
"https://tr.wikipedia.org/wiki/Isı_transferi" sayfasından alınmıştır