日常保暖:开水



回到Boyd博客


即使我们不知道,热气流每天都在影响着我们。热传递只是能量传递的一种形式。我们都是忙碌的人,一直在调动能量。当你开始从热的角度思考时,你就会开始意识到你所做的事情中有热流。

我们一直在做的一件事就是吃。为了吃,我们需要做饭。烹饪只是一种有趣而巧妙的方法,将热量转移到可食用的产品中,使其更容易消化和美味。我们要把热视觉放在一壶沸水上。烧开的水是烹饪的必需品之一,虽然不是我们每个人都能很好地处理它。



让我们在日常热任务中找到三种传热(传导,对流和辐射)!



校准我们的热视力

这是我们的空铝罐,我们将填充水。它坐在厨房里的玻璃顶部电炉上。当你想到它时,没有什么特别的。只有当我们指出我们的热相机时,事情会变得有趣。热成像相机的输出具有不同颜色的热轮廓图像,表示不同的温度。在这种规模中,我们将黑暗的蓝调作为最酷的温度,蔬菜,黄色,橙色,红色和白色作为最热的温度。





注意,在我们开始之前还有几个热点。由于热成像相机通常会根据所看到的温度来调整它们的颜色范围,所以这些物体之间并没有太大的温差。不幸的是,我们热成像相机的图像不能保存整个尺度,但我们在稍后的图像上设置了一些温度探测器来显示实际温度。

那么当我们还没有打开炉子的时候这些热点会发生什么呢?





我们看到的最热门现货是炉子上的LED显示屏。当炉子正在展示时间时,它会发光和热量,这就是我们用相机看到的。在右上方,我们看到另一个更热的区域。这是一个电源插座。通过电线运行的电力产生一点热量,因为干墙不隐藏它,热摄像机看到它。



辐射

所以我们看到了锅上的两个亮点,这两个亮点应该还没有加热。明亮的黄色斑点实际上是从厨房窗户反射进来的光和热。那黄色的绿点呢?这是热反射。

热能可以辐射,所以它的作用就像光一样。如果有闪亮的表面,比如我的闪亮锅,它会反射热辐射。完整的免责声明,在下一张图片中,我已经打开了炉子。你可以在这幅图中看到,在左边我只是站在锅的前面,在右边我躲在一块布盖着的熨衣板后面。你可以看到中间的绿色斑点在右边的罐子图像中缺失了。





日常保暖:开水

传导

让我们打开暖气!该加点水了,打开炉子。我在罐子里装满了半杯水(是的,我们在这里都很乐观)。在这张图片中,我们再次看到炉子的LED和在图片上方的电源插座。注意,在这张图中它们比上一张要柔和得多。炉子的温度和这些东西之间的关系发生了巨大的变化热图像的颜色也更新了来显示这一点。我们还可以看出,根据从中绿色到蓝色和深蓝色的渐变,有传导使热量沿着锅的边缘上升。





我们看到电炉产生的热量以及其中一些是如何从锅的底部开展。我们还可以看到一些热辐射从绿色区域中的锅内部反射。当炉子顶部变热时,暗斑点开始在最热门的地区出现。我了解到,这是热相机的伪影,因为这些区域的温度太热而不用于相机测量。对于我们的相机,限制为302.4°F或150°C。





对流

我们已经学过辐射和传导了,我们来找一些对流。如果我们仔细观察锅,首先,尽管有人看着它,它还是会沸腾;其次,我们可以看到在它开始沸腾之前,有一些蒸汽在形成。看着水蒸汽在锅里翻滚让人着迷,而这张动图并不能完全反映出这一点。顺便说一下,锅子里的那些蓝点就是锅子把手被铆接在锅里的地方。这些蓝点比锅子的其他部分要冷一些,因为这些把手本质上就像散热器一样,把热量从源头吸走。





滚动沸腾

一旦锅开始沸腾,更多更热的蒸汽停止在锅内滚动,开始上升并离开锅外。通常会有一股热气在中心上升,但它的行为相当不可预测。自然对流在很大程度上取决于周围的条件。环境空气中的微小变化会对中心的蒸汽羽流如何移动产生巨大的影响。同样,迷人。





这是整个加热过程的时间流逝,其中一些温度探头给出了一点尺度。





这是一个很长的系列中的第一个!日常保暖:开水。没想到这么平凡的东西看起来会这么令人兴奋,对吧?



有问题吗?