1
2
خواص حرارتی- معصومی
3
گرمای ویژه (Specific Heat)
هدایت گرمایی (Thermal Conductivity)
انتشارحرارت (Thermal Diffusivity)
ضریب انتقال سطحی حرارت(Surface Heat Transfer Coefficient)
گرمای نهان (Latent Heat)
آنتالپی( Enthalpy)
4
گرمای ویژه(Specific Heat)
گرمای ویژه ماده ( ) مقدار گرمایی است که واحد جرم ماده باید دریافت کند یا از دست دهد تا دمای آن به اندازه یک درجه افزایش یا کاهش یابد.
واحد آن بر حسب در سیستم SI است.
بنابر این گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای ماده ای به جرم M از T1 به T2 برابر است با :
5
گرمای ویژه با توجه به رطوبت و دمای مواد (Siebel):
بالای دمای انجماد
پایین دمای انجماد
M: رطوبت برمبنای تر
6
7
معادله عمومی گرمای ویژه با توجه به ترکیبات مواد (Choi and Okos): Xw: جزء جرم(وزنی) آب Xp : جزء جرم(وزنی) پروتئین Xf : جزء جرم(وزنی) چربی Xc : جزء جرم(وزنی) کربوهیدرات Xa : جزء جرم(وزنی) مواد اضافی
8
هدایت گرمایی(Thermal Conductivity)
به توانایی و قابلیت مواد در انتقال حرارت اطلاق می گردد (مقایسه چوب و فلز) ودر حالت پایدار(Steady State) طبق قانون زیر بیان می شود(Fourier’s law):
k مقدار حرارت عبور کرده از سطح مقطع واحد در واحد زمان با گرادیان دما است.
: گرادیان دما
: ثابت فرمول که همان هدایت گرمایی ماده است
: سطح تماس
: گرمای انتقال یافته
هدایت گرمایی بر حسب بیان می شود.(1w =1 J/s)
9
10
وقتی که اطلاعات در جدول موجود نیست با استفاده از معادله اندرسون استفاده می شود. که با آن می توان هدایت گرمایی را از روی درصد آب محاسبه کرد( در رطوبت زیاد):
: هدایت گرمایی آب
: جزء وزنی آب
: هدایت گرمایی جامد که برابر فرض شده است که مستقل از دما و ترکیبات می باشد.
11
رابطه ای ارائه کرد که برای مواد با محتوی آب بالای صادق است. Spells
این روابط اثر گرما را در نظر نمی گیرند.
برای مواد مرکب (مواد خوراکی) دو مدل وجود دارد(موازی و عمودی)
: Vجزء حجمی ترکیبات
12
13
مثال 8:1 صفحه 224
14
انتشار حرارت (Thermal Diffusivity)
انتقال حرارت بروش هدایت حرارتی باعث گرم شدن یا سرد شدن مواد می شود که در مواد همگن با هدایت گرمایی k و دانسیته و گرمای ویژه ، دما
در سه جهت تغییر می کند که با قانون زیر(Fourier’s law) توصیف می شود:
مقدار انتشار حرارت نامیده می شود وبا نمایش داده می شود
و واحد آن در SI ، است.
15
نفوذ گرمایی برای مواد مرکب با فرمولی مشابه فرمول گرمای ویژه ارائه می شود( Martens,1980):
ضریب انتقال حرارت سطحی
وقتی که جسمی در مجاورت گاز یا سیالی با دمای متفاوت قرار می گیرد، دمای آن تغییر کرده تا به دمای سیال برسد. حرارت به سطح جسم هدایت شده و از لایه مرزی با ضریب انتقال حرارت معینی عبور میکند.(طبق قانون نیوتن):
: ضریب هدایت گرمایی سطحی
: دمای سیال
: سطح تماس
: دمای جسم جامد
واحد h بر حسب است .
17
گرمای آشکار و نهان
گرمای آشکار همان دمایی جسم است که حس می شود یا اندازه گیری می شود.
گرمان نهان حرارت مبادله شده در خلال تغییر فاز ماده می باشد(جامد، مایع و گاز)
در فشار آتمسفر، آب 0 oC 335صفر کیلوژول در کیلوگرم حرارت ازدست میدهد تا به یخ صفر درجه برسد و آب 100 oC 2257 کیلوژول در کیلوگرم حرارت می گیرد تا به بخار 100 درجه برسد.
گرمای نهان تبخیر( یا میعان )
گرمای نهان انجماد
گرمای نهان انجماد بوسیله Lamb به صورت زیر ارائه شد :
واحد گرمای نهان است.
18
آنتالپی
محتوای گرمایی مواد شامل دمای آشکار و دمای نهان، آنتالپی نامیده می شودو برحسب کیلوژول بر کیلوگرم می باشد. گرمای لازم برای رساندن دمای جسم از T1 به T2 به صورت زیر است :
H2 ، آنتالپی در دمای T2 و H1 آنتالپی در دمای T1 است.
19
تغییرات آنتالپی برای یخ زدن ماده از فرمول زیر محاسبه می شود(Sweat,1986) :
: گرمای نهان انجماد
: جرم ماده
: وزن آب
: گرمای ویژه ماده
مواد در زیر صفر درجه دارای مقادیر ΔH، T و L منفی خواهند بود.