Hogyan melegítik a takarók?

Érdemes leszögezni, hogy a takarók is (meglepő módon) hatnak mint (hő) sugárzási pajzsok. Ez az oka annak, hogy a “sürgősségi takarók” néha megtalálhatók a túlélőkészletekben, amelyek úgy tűnik, hogy nem mások, mint vékony fényes műanyag. De valóban különbséget tesznek abban a hőmennyiségben, amelyet egy meleg (37 ° C) test veszít egy hideg éjszakán (felhőtlen égbolt – tegyük fel, hogy 0 ° C).

30 testű test esetében cm x 180 cm az ég felé nézve, a terület nagyjából 0,5 m ^ 2 $. Feltéve, hogy a kibocsátási értéke 0,3 (csak egy szám kiválasztása), a hőveszteséget a következő adja:

$$ E = \ epsilon \ sigma (T_1 ^ 4-T_0 ^ 4) = 53 W / m ^ 2 $ $

Vagy 25 W az imént említett ember számára. Ez nem jelentéktelen hőmennyiség … különösen, ha figyelembe vesszük, hogy az alapanyagcsere sebesség (“semmittevés”, ami jó közelítés az alváshoz) 60 W körül van. És ez nem számít bele a hőbe, amelyet elveszít. légzés (hideg levegő melegítése és gőzzel való feltöltése).

Hideg levegő fűtése (még mindig megy 0 ° C az alapértékünk):

250 ml / másodperc, hőteljesítmény 1020 J / kg / C, $ \ Delta T = 37 C $, körülbelül 12 J

Párologtató víz:

A víz telített gőznyomása 37 ° C-on 47 Hgmm körül, és kb. 250 ml / másodperc (900 liter / óra) lélegzés, a tényleges frakció 47/760 / vízmennyiség, ez további 25 W-ot vesz igénybe.

Meglepő módon ez a három mechanizmus hasonló hőmennyiséget eredményez veszteség – és a sugárzó hőveszteségektől való védelem valóban jelentős. Emiatt egy jó takaró (amely tükrözi a ennek a hőnek egy része visszajön önhöz) valóban “visszatartja a hőt”.

A fentiek hangsúlyozzák, hogy a hőveszteség legjelentősebb formája a párolgás. A jó takaró megállítja a keringést, és nedvesen tartja a teste közelében lévő levegőt. Ez lelassítja a párolgás sebességét, segít melegen maradni. A levegő keringésének megakadályozása megakadályozza a “hő” elvitelét is – de a nedves levegő által szállított hőmennyiség lényegesen nagyobb, mint a “csak levegő”, amint azt a fenti példa bizonyítja.

Több mindenről van szó ez a kérdés, mint ami az alkalmi szemnek megfelel …

Megjegyzések

• A légzés miatti hőveszteséget is érdekes felvenni, de a konvekció egy elég nagy dolog. Szél nélkül is ‘ jelentős természetes (felhajtó) konvekcióval rendelkezik. 5 dollár és $ h $ értékével ‘ 185 $ W / m ^ 2 $ -ot veszít.
• @ user3823992 teljesen egyetért abban, hogy ez számít. Érdekelne a h összehasonlítása párolgással vagy anélkül – a nedvesség gradiens hatása. A fekvés pedig feltehetően befolyásolja a termikus konvekciót …
• 250 ml / sec azonban nem pihenő. A nyugalmi állapotban lévő perc térfogatát általában 6–8 literre becsülik, ami 9–13 W veszteséget eredményez a párolgás következtében (feltételezve, hogy a kilégzett levegő 95% -os páratartalom mellett van).
• @ Korábban igazad van, számom mert a légzési arány kissé magas. Ugyanez a méretezés vonatkozik a levegő fűtési tényezőjére is. Nagy magasságban (vagy ha az anyagcseréje megnövekszik, mert fázik) az arány ismét emelkedni fog … Ez inkább a becslésről szól, mint a kemény értékekről.

Egy anyagcsoport hővezetési tényezőit itt adjuk meg . Nem találok adatokat a szilárd gyapjú vagy pamut hővezetőképességéről (azaz egy szilárd tömbből, ahol nincs légüreg), de a szerves anyagok hővezetési tényezői körülbelül 0,25 $ Wm $ ^ {- 1} $ K $ ^ {-1} $. Ezzel szemben a levegő hővezető képessége $ 0,024 $ Wm $ ^ {- 1} $ K $ ^ {- 1} $, tehát állandó testhőmérséklet és külső hőmérséklet esetén tízszer kevesebb hőt veszítene, ha légszigetelt, mint akkor, ha a legtöbb szilárd anyagot elszigetelik.

Az a baj, hogy a levegő nem marad a testét körülvevő statikus rétegben. A test hője által létrehozott légáramok és termikus konvekció a levegő mozgását okozza. Ez felváltja a testhőmérsékletre melegített meleg levegőt hideg levegővel, és növeli a hőveszteség mértékét.

Ideális esetben néhány olyan dologra vágyik, amely a levegőt a helyén tudja tartani. a levegő nem tud elmozdulni és elviszi a hőt. És azt szeretné, ha ezek a dolgok a lehető legszigetelőbbek lennének.A legjobb ilyen anyag, amelyet ismerek, a szilícium-aerogél , amely olyan jó szigetelő, hogy az űrsiklón hőpajzsként használták vissza a belépést. Az üveg valójában meglehetősen rossz szigetelő, de az aerogél csak néhány térfogatszázalékot tartalmaz, és térfogatának további 90 páratlan százaléka levegő. Ezért kiváló szigetelő tulajdonságai. Az aerogél azonban törékeny szilárd anyag, és nem megfelelő választás az ágyneműhöz.

A takarók kompromisszumot jelentenek. Alacsonyabb levegő% -ot tartalmaznak, mint az aerogél, és emellett kevésbé szorosan rögzíti a levegőt, és mindkét tényező csökkenti a szigetelő tulajdonságokat. Ezek azonban sokkal kényelmesebbek, mint az aerogél lenne.

Megjegyzések

• Airgel takarók lol ☺
• @Geremia: Kísérleteket tettek rugalmas aerogélek készítésére. Lásd például ezt a cikket . Ha a Google airgel ruházatát használja, rengeteg találat van, de mennyire sikeres vagyok, nem vagyok biztos abban, hogy ‘ .
• Ezért meleg a fehérnemű. A tollak tömege csekély, de jól megfogják a levegőt.

Normális esetben a test hője eloszlik a levegőben , így amikor hideg van, a külső teste lehűl, mert testének hőjét elveszíti a közelében levő levegő. Tehát, amikor takaróban takarod be magad, megakadályozod, hogy testhő elmeneküljön, és amint csapdába esik, és a teste továbbra is termel hőt, egyre melegebbnek érzi magát a takaró alatt. Összességében a takaró megakadályozza a hő konvekcióját a levegőben, jelentősen lelassítva a levegő mozgását. Így a test hője beszorul a takaró belsejébe.

Megjegyzések

• A légkonvekció az egyik tényező, de ami még fontosabb, véleményem szerint az anyag hőszigetelő tulajdonságai. Ha rosszul fedi le magát hőszigetelő, de ez még mindig teljesen beszorítja a levegőt, nem lesz hatékony ‘ hatékony melegen tartás.
• @Mara: Igen, azt hiszem, hogy ‘ s amit ő a rgued: a légmozgás megakadályozásával megállítja a konvekciót.

Ez egy nagy téma házunkban, az a pillanat, mert itt a tél, és nem melegítjük az egész helyet. (levegőben mozog)

2) Vezetés (megérintés)

3) Sugárzás

Egy ideális szuper takaró mindhármat megszólítja:

1) Állítsa le a levegő mozgását. Ezt megteheti úgy, hogy bezárja Önt (például egy műanyag zacskót), de gyakorlatilag homályos lehet. A homályosság sok-sok nehezen mozgatható légzsebet tesz lehetővé.

2) Csökkentse a vezetőképességet – mivel olyan anyagból készül, amely nem adja át jól a hőt (pl. Műanyag vagy pamut), a test mellett tartja a meleget. Még jobb, ha homályos, kevésbé fogja érinteni a testét. A kevesebb felületi érintkezés kevesebb vezetőképességet jelent.

3) Csökkentse a sugárzást – ha ez “visszasugározhatja” a hőt Önhöz, mint azok a mylar sürgősségi takarók, akkor az Ön által sugárzott hő visszatérhet Önhöz. .