Насколько горячим может быть металл на солнце? [закрыто]

Я сделаю несколько букв из черненой стали толщиной 5 мм для здания. Теперь, на солнце летом, насколько они могут нагреваться?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Я хочу разместить несколько светодиодов на обратной стороне букв. Теперь вопрос в том, нужно ли мне следить за высокими температурами или мне нужно использовать специальный клей. Одни говорят, что буквы могут нагреваться до 90°C летом, другие говорят, что буквы нагреваются только до температуры воздуха или чуть выше.

Итак, я в Европе, а не в пустыне, но я просто хотел уточнить, кто ближе к ответу. 90°C или около 30°C... В зависимости от ответа прикреплю подсветку.

Насколько жарко в вашем районе в течение дня. Это примерно то, насколько горячим будет металл.
Радиационный перенос содержит некоторые подсказки. (обратите внимание, что железо -> 7870 кг/м3, 420 Дж/кг.°K, 5 солнечных часов при 1 кВт/м²) ... и скорость ветра? трудно получить достоверный порядок величины со всеми этими параметрами. Лучше всего было бы принять некоторые меры :)
@ Jimmy360 Это неправильно: измерьте температуру воздуха и сравните с температурой поверхности мощеной парковки.
@CarlWitthoft Вот почему я сказал об этом.
привет, я отредактировал вопрос с более подробной информацией о том, почему я спрашиваю. может это поможет. Извините за неясный вопрос
@dichterDichter - у вас были какие-то измерения за последние годы? Не могли бы вы поделиться с нами?
@bukwyrm - весь проект занял у меня немного больше времени, чтобы прикрепить светодиоды и прочее, но в этом году я проведу измерения. Я собираюсь настроить некоторые датчики и регистрировать различные материалы, может быть, я даже сделаю какой-то прямой эфир - как насчет этого?

Ответы (2)

Хотя ответ для вашего конкретного случая зависит от множества факторов, вы можете оценить, насколько горячим становится объект, обращенный к солнцу (и чья задняя сторона изолирована), используя закон Стефана-Больцмана. Предположим, что материал абсолютно черный (коэффициент излучения 1,0) и обращен к солнцу, которое вырабатывает примерно 1 кВт энергии на квадратный метр на поверхности Земли (немного больше в верхних слоях атмосферы).

Черная поверхность будет нагреваться до тех пор, пока не потеряет этот кВт так же быстро, как и поступает. Это будет происходить за счет комбинации излучения и конвекции.

Все мы знаем, что вещи внутри автомобиля могут сильно нагреваться — это потому, что окна отражают больше излучения на длинных волнах (парниковый эффект). Но для этого расчета я сначала проигнорирую этот эффект, хотя он играет роль.

Стефан-Больцман:

Дж "=" о Т 4

Для потери 1 кВт на 1 м 2 требуется температура

Т "=" 1000 5,67 ⋅ 10 − 8 4 ≈ 364   К

Это предполагает, что только поверхность, обращенная к солнцу, теряет тепло за счет излучения: другими словами, это справедливо только для черной поверхности, установленной на хорошем изоляторе. Это верхний предел, когда мы игнорируем конвекцию и парниковый эффект (которые противоположны - конвекция сделает материал более холодным, а парниковый эффект сделает его более горячим). Этого явно недостаточно, чтобы растопить вашу надпись.

Кстати есть интересные ссылки по температуре объектов на солнце. Мне очень понравился этот [архив] с описанием измерений на автомобилях. Это показывает, что вещи, оставленные на солнце, могут стать значительно горячее, чем окружающий воздух (хотя есть некоторые проблемы с используемым методом, выводы в основном верны).

И последнее замечание: то, насколько горячими являются вещи, не равно тому, насколько горячими они кажутся. Прикосновение к хорошему проводнику (металлу) приведет к преувеличению кажущейся температуры (горячее кажется горячее, а холодное - холоднее) по сравнению с прикосновением к теплоизоляционным материалам; а использование бесконтактных термометров может привести к ошибкам при сравнении поверхностей разного цвета (коэффициент излучения), но этого недостаточно, чтобы объяснить показание 160 ° F, упомянутое в приведенной выше статье.

Спасибо. Итак, как показывают измерения черной крыши, температура макс. 150°F, что составляет около 65°C. Это показало бы, что Буквы не могли нагреться до 90°, а только около 60 в жаркий летний день или остыть ночью до температуры воздуха, которая в Европе не должна быть ниже -30° :-)
Это звучит правильно. Многое зависит от угла букв к солнцу; некоторые из них зависят от температуры окружающей среды и скорости ветра. Но да, вряд ли они могли дойти до 90С.
это большой факт для меня. может быть, я прикреплю термометр к одной из букв и сделаю график за один год. может быть интересным исследованием, чтобы увидеть, насколько горячим становится письмо и насколько тепло/холодно снаружи.
@dichterDichter да, это было бы интересно. Бьюсь об заклад, это во многом зависит от угла к солнцу, поэтому он должен составить интересный график (как ежедневные колебания, так и в течение года).
@Floris - не означает ли используемая вами формула Стефана-Больцмана, что излучатель обращен к окружению 0K (довольно хорошее приближение, если мы сталкиваемся с голубым небом, но на самом деле большая часть поля зрения буквы будут указывать на землю и здания)?
@bukwyrm эмиссионная часть уравнения не зависит от температуры «всего, с чем сталкивается поверхность» - это влияет только на общую получаемую мощность . Говоря, что это «примерно 1 кВт на квадратный метр», я неявно предполагал, что излучением, полученным от остальной атмосферы, можно пренебречь. Когда вы используете одну значащую цифру («1 кВт»), такое приближение оправдано. Я указываю на то, что «парниковый эффект» играет роль. И это в основном «излучение от всего остального».
Здесь есть фундаментальная ошибка. Автомобили не нагреваются, потому что окна «отражают» инфракрасное излучение обратно в автомобиль. На самом деле это утверждение не является ни «парниковым эффектом» (который не имеет ничего общего с отражением), ни тем эффектом, который на самом деле нагревает теплицы. (Которые не нагреваются за счет «парникового эффекта»… и я знаю, что это сбивает с толку. Не моя вина.) Что согревает автомобили — и настоящие теплицы — так это то, что солнце нагревает предметы внутри, которые затем преобразовывают и проводят это тепло. к внутреннему воздуху. (1/2)
(2/2) Ваша ошибка понятна, и я сам совершал ее до того, как изучил физику того, как она на самом деле работает. И это также является фундаментальной ошибкой Фурье при изучении этого явления. Но правда в том, что вы охлаждаете свою машину, открывая окна. Потому что закрытые окна препятствуют конвекции, которая в противном случае охлаждала бы воздух в салоне. И то же самое с теплицами. Вы охлаждаете теплицы, открывая вентиляционные отверстия наверху и позволяя горячему воздуху подниматься вверх.
НО... и вот в чем фишка... Если бы теплицы (и автомобили) работали, потому что стекло "отражало инфракрасное излучение" обратно внутрь, то теплицы из полиэтилена (прозрачного для ИК), а не из стекла, не работали бы. Но они делают. Так же, как и. Было показано, что «отражение инфракрасного излучения» внутрь не оказывает заметного эффекта. И если бы он действительно работал, «улавливая излучение», выпуск теплого воздуха не оказал бы существенного влияния на внутреннюю температуру.

Если здание находится в Хаммерфесте, Норвегия, металл может быть теплым на ощупь. Если в Лас-Вегасе он находится на обращенной к солнцу стороне, вы можете обнаружить, что он становится достаточно горячим, чтобы вызвать ожоги. Однозначный ответ невозможен.

Если люди могут легко дотронуться до него, температура вызывает беспокойство. Если это вне досягаемости, не беспокойтесь об этом. Железо не расплавится.

«почерневшая сталь» не очень описательная. Что за сталь и какое покрытие? Мягкая сталь с химической обработкой ржавеет через несколько месяцев. Быстрее, если место находится на берегу океана. Нержавейка плохо поддается обработке. Краска работает хорошо (при условии, что это правильная краска), а порошковое покрытие особенно долговечно. Лучше всего позвонить в магазин наружных вывесок в районе установки и спросить их, что лучше всего работает в этом климате.

Алюминий очень популярен для наружных вывесок, рассмотрите возможность замены материалов, если вы еще не закончили. Анодированный алюминий очень прочен и доступен в широком ассортименте цветов. Однако следите за креплениями — в алюминиевой пластине нельзя использовать стальные винты (даже нержавеющие).

Насколько горячим может быть металл на солнце? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v