ما هي أنواع نقل الحرارة المستخدمة في مواقد النار الحقيقية؟

التوصيل هو نقل الحرارة من خلال الاتصال الجسدي المباشر. يتم نقل الحرارة بين طباخ الحث المنزلي وموقد الغاز عن طريق التوصيل. في بعض الأحيان، عندما نحاول التحكم في توصيل الحرارة، يكون الرجل منافقًا، وهذا ما نتحدث عنه. نظرًا لاختلاف معدلات نقل الحرارة للمواد المختلفة، اخترنا الأقمشة (مثل السترات الصوفية السميكة لإبطاء تبديد الحرارة من الجسم) كخيارنا للملابس الشتوية واخترنا أيضًا مدفأة نار حقيقية كأحدث حلول التدفئة المنزلية.

يعد التوصيل طريقة أكثر فعالية لنقل الحرارة، ولكنه أيضًا أبطأ. كلما زادت كثافة المادة، زاد انتقال الحرارة من مكان إلى آخر. عندما تمشي حافي القدمين على السجادة في غرفة المعيشة، يبدو الأمر مختلفًا تمامًا عن الدوس على بلاط المطبخ. لكن السجاد والأرضيات البلاط كلاهما لهما نفس درجة الحرارة، لماذا يشعر أحدهما بالبرودة أكثر من الآخر؟ يمكن تفسير ذلك من خلال معدلات نقل الحرارة المختلفة: الحرارة المنبعثة من مادة البلاط من الجلد أكبر من الحرارة المنبعثة من السجاد. وهذا هو التفسير العلمي من وجهة نظر الفيزياء.

ينطبق نفس المبدأ أيضًا على مواقد النار الحقيقية. نعلم جميعًا أن مدفأة النار الحقيقية الشائعة هي مدفأة تعمل بالحطب، وهذا النوع من الأفران مصنوع بشكل عام من الحديد الزهر أو الفولاذ. كلاهما لهما مزاياهما الخاصة. من حيث القدرة على الحفاظ على الحرارة، فمن المؤكد أن مدفأة النار الحقيقية المصنوعة من الحديد الزهر أفضل، لأن معدل نقل الحرارة بطيء، وبالتالي فإن تبديد الحرارة بطيء بشكل طبيعي. الانطباع الحسي المباشر هو أن هذا النوع من المواقد يتميز بتسخين بطيء ودرجة حرارة متبقية طويلة، وهو أكثر ملاءمة لسنوات من الاستخدام الذي لا نهاية له. .

طبيعة التوصيل الحراري بالحمل الحراري في مواقد النار الحقيقية وجزيئات (ذرات أو جزيئات) جسمين عند درجات حرارة مختلفة. الطاقة الحركية (المتوسطة) للجزيئات الموجودة في الأجسام الساخنة أعلى من الطاقة الحركية للجزيئات الموجودة في الأجسام الباردة. إذا اصطدم جسيمان، فإن الطاقة ستنتقل من الجسيم ذو الطاقة الحركية الأكبر إلى الجسيم ذو الطاقة الحركية الأصغر. عندما يكون جسمان على اتصال، تصطدم العديد من الجزيئات، مما يؤدي إلى تدفق حرارة صافي من جسم مرتفع درجة الحرارة إلى جسم منخفض درجة الحرارة. يعتمد التدفق الحراري على الفرق في درجات الحرارة Δ= الحرارة والبرودة. ولذلك، فإن الماء المغلي يحترق بشدة أكثر من ماء الصنبور الساخن.

الحمل الحراري

يعد الحمل الحراري إحدى الطرق الشائعة في الطبيعة، حيث تعمل مواقد النار الحقيقية المزودة بمعدات التدفئة الاصطناعية على نقل الحرارة من جسم إلى آخر. وذلك لأنها طريقة سهلة الاستخدام والتحكم. ترتبط الحرارة المنقولة بالحمل الحراري في نار الحطب ارتباطًا مباشرًا بسرعة هبوب الرياح في النار الخارجية أو درجة الحمل الحراري القسري في نار مدفأة حريق حقيقية. في مدفأة النار الحقيقية، يتم نقل الحرارة من الخشب المحترق إلى الغرفة، بينما يتم سحب الهواء البارد إلى النار من الأرضية، مما يجبر الهواء الدافئ على الطرد ويدور التدفئة للغرفة.

ما يسمى بعملية توسيع وارتفاع الهواء الذي يتم تسخينه بواسطة موقد نار حقيقي لتشكيل حلقة الحمل الحراري. وبعبارات عامة، هو الوقت اللازم لنقل الطاقة إلى أجزاء أخرى من الفضاء. هنا يمكننا أن نفهمها على أنها منطقة مدفأة النار الحقيقية. بالنسبة لوحدة التدفئة للمنطقة بأكملها، يمكنك استخدام الوقت بدلاً من BTU. عندما يتم تبريد الهواء الموجود على السقف والجدران الخارجية، يتقلص الهواء ويصبح في النهاية أكثر كثافة من الهواء الداخلي والمغاسل. يستخدم نظام التدفئة المصمم بشكل معقول والمعتمد على مواقد النار الحقيقية بشكل عام الحمل الحراري الطبيعي، والذي يمكنه تسخين المنزل بشكل فعال ومتساوي.

الإشعاع الحراري

يمكن لمواقد النار الحقيقية أيضًا نقل الحرارة من خلال الإشعاع. ويشمل ذلك كلا من الضوء المرئي الناتج عن النار والضوء ذو الطول الموجي الأطول، مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي للعين البشرية. النار هي تقريبًا نفس الإشعاع الشمسي، حيث تستخدم الإشعاع الضوئي لتوليد الحرارة. تشبه هذه العملية أيضًا الحرارة التي تشعها الأرض مرة أخرى إلى الفضاء ليلاً عندما تبرد، أي إشعاع الجسم الأسود أو الإشعاع الحراري.