高速箱体气流和旋转的啤酒

Date: June 18,2020

  这是在我解释气流在温变速率中的作用时喜欢讲的故事。我还记得我大学二年级的时候,我是工科的学生。期末考试结束后,我经历了一连串的好运,我被邀请参加一个夏季聚会(哇!他们让书呆子进来!),并且我还有个约会!我们去了派对,奇迹般的奇迹,我的约会对象想要一杯冰啤酒!我急急忙忙地准备去冰桶里拿几罐冰镇啤酒,但沮丧地发现冰桶里空空如也,并且还装满了常温的啤酒。时间很关键-我不知道,但我不敢给她带一瓶常温啤酒。

  幸运的是,我刚刚在热力学期末考试中得了94分,我记得两个无限大物体在不同温度下,热交换的温变速率与两个物体之间的温差成正比,而且一旦物体开始改变温度,温变速率就会下降,因为温差会下降。

  根据物体的热导率,这个衰减指数需要很长时间才能变成合适的冷饮。所以,我抓住罐子的顶部,让它被冰水覆盖,然后快速地来回旋转。这会搅动瓶子里的啤酒,确保最热的啤酒始终与啤酒瓶内壁接触;同时搅动了冰水,确保最冷的水与瓶外壁接触。铝有良好的导热性能,大约3分钟,我就有两瓶冰镇啤酒了,恰好在我约会的啤酒窗口之内,一切都很好,我把啤酒温度“调低了”。

  同样的事情也会发生在试验箱中,在没有高速气流的情况下,产品周围会形成一个中温空气的“边界层”,温变速率下降。但是如果空气流动很快,边界层就会不断地被剥离,所以最冷(或最热)的空气总是在产品上移动。

  事实上,使用高速气流和高热容(液氮是一种非常有效的冷却剂)介质比使用液-液温度冲击(如果液体不被搅动)可以获得更快温变速率。

  记住,如果它还没坏,你的工作就还没完成---尼尔


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