Трудности в теоретическом понимании закона охлаждения Ньютона.

Закон охлаждения Ньютона гласит, что скорость потери тепла телом прямо пропорциональна разнице между температурой тела и окружающей среды при ветре. Я вижу, как это следует из закона теплопроводности Фурье (мы можем рассмотреть к А Δ Икс быть константой пропорциональности) но чего я не понимаю, так это почему указано, что есть ветерок? Это просто способ установить диапазон температур или предотвратить локальный теплообмен? Я немного смущен.

В основном способ убедиться, что в окружающей среде действительно существует разница температур - более горячий воздух, удаляющий тепло, удаляется из интерфейса и заменяется свежим воздухом.
«Закон» охлаждения Ньютона — это не закон , а эмпирически полезная аппроксимация в довольно сложной ситуации.
Я рекомендую этот отличный и бесплатный ресурс ahtt.mit.edu/wp-content/uploads/2019/08/AHTTv500.pdf по теплопередаче. Среди прочего, в ней широко рассматриваются отношения между час и Фурье.
@JonCuster Хммм ... всегда есть застойный пограничный слой, даже с «ветром». «Бриз» делает его тоньше, вот и все. Эксперименты с охлаждением чая или кофе без «дуновения ветра» показывают, что NLoC по-прежнему соблюдается (пониженная температура снижается экспоненциально).
@ Герт - конечно, но полностью статический воздух - довольно хороший изолятор.
@JonCuster Ну, час увеличивается с увеличением скорости полета, как показывают как теория, так и эксперимент.
Для работы закона охлаждения Ньютона не обязательно должен быть ветерок, так как естественная конвекция также будет присутствовать.

Ответы (2)

а вот чего я не понимаю, так это почему указано что есть бриз?

Не видя этого утверждения в контексте, похоже, что они говорят только о принудительной конвекции. Но закон охлаждения Ньютона также применяется, когда нет бриза, что является естественной конвекцией из-за естественного движения воздуха, когда он нагревается или охлаждается.

Кроме того, основное различие между константой пропорциональности в законе охлаждения Ньютона и законе проводимости Фурье заключается в том, что час , коэффициент конвекционной теплопередачи первого является переменной величиной, тогда как к , материальная теплопроводность последних есть свойство материала, константа.

час зависит от движения жидкости (например, естественная или вынужденная конвекция) и физических характеристик поверхности (например, шероховатая или гладкая).

Надеюсь это поможет.

Закон охлаждения Ньютона предполагает, что все сопротивление теплопередаче приходится на жидкий тепловой пограничный слой на поверхности объекта, а теплопроводность внутри объекта очень быстрая (высокая теплопроводность), так что весь объект (вплоть до поверхность) имеет постоянную температуру. Чем быстрее жидкость, окружающая объект, движется относительно поверхности объекта, тем тоньше тепловой пограничный слой и тем быстрее теплопроводность через слой. Более холодная жидкость сзади омывает поверхность и смывает нагретую жидкость у поверхности.