Сколько тепла может обеспечить фонарь-свеча во время зимнего кемпинга?

Отвечая на этот вопрос , я упомянул, что свечной фонарь может обеспечить разницу температур до 10 градусов (F) во время зимнего кемпинга. Я слышал об этом раньше, но правда ли это? Я предполагаю, что есть разница между снежными пещерами (хорошо изолированными) и палатками (менее теплоизолированными)... У кого-нибудь есть холодные точные цифры?

И знаете, мы могли бы попросить Разрушителей мифов проверить это, но я бы не хотел потерять свою палатку во время взрыва. :) Однако это был бы простой эксперимент, поэтому я склоняюсь к тому, чтобы сделать его проектом выходного дня или, может быть, на рождественских каникулах.
@DonBranson Это было бы здорово. Я люблю диаграммы, графики и воспроизводимые научные результаты ;) - О, и добро пожаловать на Outdoors.SE.
Короче говоря: он может дать немного тепла, но вы не хотите зависеть от него для выживания.
Я думаю, что это может быть связано со снежными ямами . Где свечи часто используются для обогрева интерьера. Снежные ямы намного лучше изолированы, чем палатка.
Очень важно никогда не повышать температуру иглу до точки, при которой на внутренней стене иглу может образоваться лед, что сделает изоляционные свойства снега бесполезными. Поддержание приемлемой для жизни температуры в иглу — это искусство.

Ответы (3)

Я несколько раз ходил в зимний поход, обычно останавливаясь в палатке, и предпочитаю избегать свечей в палатке, поэтому у меня нет данных об этом.

Однако во время одной длинной поездки на выходные я остановился в иглу, построенном из снежных глыб, к северу от Гранд-Рапидс, штат Миннесота. После того, как мы вчетвером в поездке проехали на лыжах достаточно далеко в горы Суоми (см. карту ), чтобы быть далеко от дорог и троп, мы утоптали участок снега на озере, а затем, через несколько часов, вырезали снежные блоки и построили иглу, около 10 футов (3 метра) в ширину снаружи и чуть менее шести футов (1,8 м) в высоту внутри. Когда все было готово, я оставил внутри гореть небольшой фонарь со свечой, пока мы готовили ужин снаружи.

Сама по себе свеча нагревала воздух в иглу до 40°F (4°C), что я бы посчитал примерно 8°F (5°C) нагревания, предполагая, что температура внутренней поверхности иглу составляет около 32°C. Ф (0°С). Небольшой вход в иглу большую часть времени был закрыт. Воздух в иглу со всеми нами прогрелся до 50°F (10°C), в то время как снаружи температура воздуха варьировалась от 24°F (-4°C) до -12°F (-24°C) .

Существует БОЛЬШАЯ разница в степени изоляции, которую обеспечивает иглу, по сравнению с палаткой. Изоляция палатки минимальна, поэтому большая часть тепла будет потеряна сразу. В то время как снег является отличным изолятором, и поэтому небольшое количество тепла может быстро накапливаться.

Повышение температуры на 10 ° F (6 ° C) от свечи даже в самой маленькой палатке — это полная чепуха. Делать математику.

Цифра: свеча выдает около 80 Вт. Конечно, от свечи к свече есть большие различия, но это в разумных пределах для типичной современной парафиновой свечи. Скажем, 100 Вт, чтобы быть щедрым.

Затем нам нужно придумать площадь поверхности, на которой рассеется эта предполагаемая разница в 10 ° F (6 ° C). Самая маленькая, которую вы могли бы назвать «палаткой», должна быть достаточно длинной, чтобы человек мог лечь, с дополнительным пространством сбоку, а также в голове и пальцах ног. Предположим, площадь основания составляет 8x3 фута (2,4x0,9 м²). Это «маленький» по большинству стандартов. Допустим также, что днище утеплено. Это означает, что 100 Вт рассеиваются на площади не менее 24 квадратных футов (2,2 м²) только из-за занимаемой площади. Очевидно, к этому добавляется высота палатки. Опять же, давайте будем великодушны и скажем, что площадь поверхности, вызывающая беспокойство, составляет всего 25 квадратных футов (2,3 м²). Это очень мало.

Рассеивание 100 Вт на площади 2,3 м² означает 4 Вт на квадратный фут (44 Вт/м²) или 13,7 БТЕ/ч на квадратный фут. При значении «R» изоляции, равном 1 фут²·°F·ч/БТЕ (0,176 м²·K/Вт), 13,7 БТЕ/ч на квадратный фут (44 Вт/м²) вызовет 13,7°F (7,6°C) подъем. Это означает, что ткань палатки должна иметь значение R 0,73 фут²·°F·ч/БТЕ (0,128 м²·K/Вт; чтобы выдержать повышение температуры на 10 °F/6 °C при том же уровне мощности. Этого не произойдет. Для сравнения, 1/2 дюйма (1,3 см) фанеры имеет значение R 0,63 фут²·°F·ч/БТЕ (0,111 м²·K/Вт), а 1/2 (1,3 см) гипсокартона 0,45 фут²·°F·ч/BTU (0,079 м²·K/Вт). Вы действительно думаете, что несколько мил (~50 мкм) нейлона изолируют лучше , чем 1/2 дюйма (1,3 см) фанеры? ?

И это только при рассмотрении кондуктивных потерь тепла через ткань стены палатки. Конечно, будет некоторая вентиляция, поэтому значительная часть тепловой мощности будет теряться на конвекцию. И все это были довольно консервативные цифры, особенно если учесть, что мы будем говорить о 4-сезонной палатке, когда это будет иметь значение, и они, как правило, физически больше. Даже если взять консервативную площадь 3x8 футов (0,9 × 2,4 м²) и добавить боковую стену высотой всего 3 фута (0,9 м) по всему периметру, получится 66 квадратных футов (6,2 м²). 90 квадратных футов (8,4 м²) площади поверхности по-прежнему будут небольшой палаткой. Учтите, что это эквивалентно листу ткани размером 9,5 x 9,5 футов (2,9 метра).

Суть ультраконсервативных цифр состояла в том, чтобы показать, что это даже не близко к этому, поэтому повышение температуры на 10°F (6°C) от свечи в любой настоящей зимней палатке — это полный абсурд.

Добавим, что если бы 10°/свеча была правдой, не потребовалось бы много свечей, чтобы нагреть палатку почти до комнатной температуры, но нетрудно понять, что этого не произойдет.
Ааа, но Сноу действительно намного лучший изолятор, как задавался вопросом ОП. en.wikipedia.org/wiki/R-value_(insulation) отмечает, что это R-1, из-за чего числа немного отличаются.
@sgd: Говорить, что снег имеет какое-то конкретное значение R, не имеет смысла. Возможно, какой-то конкретный тип снега на определенной глубине может иметь достаточно повторяемое значение R, но только «снег» не имеет. В любом случае, чтобы этот снег имел значение в приведенном выше анализе, он должен покрывать палатку. Палатка, покрытая снегом, будет лучше изолирована, чем та, которая не покрыта снегом, но только при отрицательных температурах. Снег, по сути, является бесконечным поглотителем тепла в точке его таяния.
@OlinLathrop Я поднял первоначальный вопрос о шоу-пещерах. Действительно, их можно немного согреть от одной свечи или даже просто излучаемого тепла тела.
Не могу найти ошибку в математике (не проверял тщательно). Но я испытал, что человеческие существа нагревают палатку заметно. А еще они выдают около 80-100 Вт сна.
Также я знаю много садоводов, которые поддерживают температуру в своих теплицах выше нуля с помощью свечей. Они намного больше, чем палатки, и не намного лучше изолированы...
Два замечания. Во-первых: я отредактировал единицы СИ в вашем ответе (за исключением величин в Вт, которые уже были в СИ). Я предполагаю, что R-значения были в ft²·°F·h/BTU, но единицы измерения не были указаны, так что я мог ошибаться (и в этом случае мое преобразование в единицы СИ тоже будет неверным). Во-вторых: у вас расчет на одностенную палатку. Для палатки с двойными стенками изоляция исходит из слоя воздуха между внутренней и внешней палаткой, а воздух является очень хорошим изолятором. Это может существенно изменить расчет.
@whatsisname Потребуется приличное число - потери тепла растут линейно с температурой. Для удвоения выигрыша требуется 3 свечи, для утроения — 6 и так далее.

Маленькая свеча сжигает около 1/8 унции (3,5 г) в час. парафин имеет 19 900 БТЕ / фунт (46 МДж / кг). Таким образом, небольшая свеча выделяет около 19900/(8*16)=155 БТЕ/час (45 Вт).

Полусферическое иглу диаметром 5 футов (1,5 метра) (включая пол) имеет площадь около 235 квадратных футов (21,8 м²). Изменение температуры составило 8 градусов F (5°C). Настоящая иглу имеет толщину около фута (0,3 м). Фут сухого снега имеет значение R, равное 12 фут²·°F·ч/БТЕ (2,1 м²·K/Вт). Стандартный расчет тепловых потерь: SF * dT / R = БТЕ/час. В этом случае: 235 * 8 / 12 = 156,67 БТЕ/час (46 Вт)

Таким образом, маленькая свеча действительно может поддерживать температуру этого иглу на уровне 40F (4°C), когда на улице 32F (0°C).

Люди в состоянии покоя выделяют около 300 британских тепловых единиц в час (88 Вт) ... большая часть из них при дыхании. Это может поддерживать температуру иглу в 40F (4°C), когда на улице значительно холоднее.

Зимняя палатка того же размера, утепленная Thinsulate G600 (около 28 фунтов, 12,7 кг), имеет значение R 5,29 фут²·°F·ч/БТЕ (0,93 м²·K/Вт). Чтобы нагреть его на 8 ° F (5 ° C), вам потребуется 235 * 8 / 5,29 = 355 БТЕ / час (100 Вт). Это чуть меньше 3 свечей.

Однослойная нейлоновая палатка (R = 0,027 фут²·°F·ч/БТЕ, 0,004752 м²·K/Вт) того же размера потребует 69 630 БТЕ/ч (20,4 кВт). Это 450 свечей.

Стивен

Вы не можете использовать значение R снега выше точки замерзания. Он может хорошо изолировать, но действует как практически бесконечный теплоотвод при 32F (0C). Повышение температуры с 20F до 28F возможно, но 32F до 40F — это совсем другая проблема.
Если вы нагреете внутреннюю часть иглу выше точки замерзания, вы рискуете расплавить внутреннюю часть стены вашего иглу, создав тонкий слой льда внутри и, таким образом, сделав иглу вообще неспособным сохранять тепло. Просто спросите эскимоса.
Я добавил к вашим единицам переводы в системе СИ, но единицы для R-значения не были указаны. Я предполагаю, что они были в ft²·°F·h/BTU. Если нет, укажите, пожалуйста, в каких единицах они выражены, иначе мое преобразование в единицы СИ будет неверным.
Сколько тепла может обеспечить фонарь-свеча во время зимнего кемпинга?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v