vissza előre

08FE02 Fehér sütő?   Vissza az elfehéredéshez

Bevezető megnyitása lassú hálózatban Fizika egyszerűen

. M802 Fehér sütő? Érdekességként megvitatandó még a 207C forró (3000W/m2 hősugárzás) szigetelés nélküli tükröző aluminiumfalú sütő. A külső 17C meleg környezet 400W/m2 hősugárzásából csak 1%, azaz 4W/m2 hősugárzást fog elnyelni, 207C forró külső fala pedig 30W/m2 hősugárzást fog kisugározni (1% a 3000W/m2-ből), tehát a kiáramló hő mennyisége 26W/m2 (=30-4). A 760W/m2 (=190x4=200x4-40) beltéri hőátadást rövid időre felejtsük el (hagyományos szigetelés szükséges ilyen magas hőátadás kiküszöbölésére).

Amennyiben a külső oldalát fehérre festjük, úgy a környezeti hősugárzás 90%-át el fogja nyelni, ami 360 W/m2 (=400-10%) . Mivel külső fala most is 207C forró, úgy a 3000W/m2 90%-át fogja kisugározni, ami 2700W/m2 . Tehát jelentős 2340W/m2 lesz a kiáramló hő mennyisége a 26W/m2 helyett, ami kilecvenszer több. A sütőt ebből kifolyólag nem szabad fehérre festeni (de ha már befestettük, akkor lehet akár fekete is)!

A téves bevonat választásának következménye kellő vastagságú szigeteléssel eltusolható, de nem küszöbölhető ki:
10cm kőzetgyapot belső hőszigeteléssel (0.4W/m2K hővezetés), a sütő külső felülete 207C helyett 27C lesz (180x0.4=72W a hővezetés), csak tíz fokkal melegebb a környezettől: 27C sugárzása 460W/m2, tükröző aluminium esetében 4,6W/m2, a környezeti 400W/m2 sugárzásból 4W/m2 képes elnyelni, így nettó energiafelvétele 4.6-4=0.6W/m2. Fehér felület energiafelvétele hasonló megfontolásokkal 414-360=54W/m2 lesz. De így is a tükröző felület kilecvenszer kevesebb hőt sugároz ki.

A hőátadás figyelembevételével a sütő esetében 9C hőmérsékletkülönbség 36W/m2 hőátadást eredményezne, ami lehetséges, mert 10cm kőzetgyapot belső hőszigetelés legfeljebb 72W/m2 hővezetésre képes a 180C hőmérsékletkülönbségnél. A hősugárzás 0.05W/m2 a tükröző aluminiumoldal esetén, és 36W/m2 a fehérre festett felület esetén (kilecvenszer több ugyan most is, de 50-szer kisebb a szigetelt falú sütő 36W/m2 hőkisugárzása a szigetelés nélküli fehér felület 2340W/m2 hősugárzásától).

Mivel a szigetelt, tükröző alumíniumfalú sütő felszíni hővesztesége csak 36W/m2, hővezetéssel azonban ennek kétszerese érkezik a külső felszínére, úgy a tükröző felület 35C fokra fog felmelegedni, mely hőmérsékleten a levegőáram elviszi az összes 72W/m2 hőenergiát (72=18*4) .

A fent kifejtettek alapján megállapíthatjuk, hogy a 10cm kőzetgyapot belső hőszigeteléssel rendelkező sütő NEM lesz kevésbbé hatékony, ha tükröző aluminiumfalát fehérre festjük (felszíne azonban érezhetően hidegebb lesz) .

A szigetelés nélküli esetben úgy a tükröző meg a fehér felület is 207C meleg, így mindkét esetben a vele érintkező hideg levegő áramlása 760W/m2 energiát visz el (760=190*4=200*4-40), azonban, amíg a tükröző aluminium nettó kisugárzása 26W/m2, a fehér bevonat nettó kisugárzása 2340W/m2 lesz:
- amíg a tükröző aluminiumfalú sütő hővesztesége 800W/m2 körüli értéket vesz fel, addig
- a fehérre festett sütő négyszer több, 3100W/m2 hőenergiát fog veszíteni!

Hőmérséklet Feketetest sugárzása a -273C űrbe
T(K): T(C): T*T*T*T W/m2
300 27 8100000000 459
304 31 8540717056 484
306 33 8767700496 497
480 207 53084160000 3010
vissza előre