La mayoría de los grifos del lavabo de la cocina y el baño tienen un grifo mezclador que combina los flujos de entrada fríos y calientes en un flujo de salida cálido y uniforme. Es difícil creer que la transferencia de calor completa y el equilibrio de temperatura se alcancen en la fracción de segundo en que el agua caliente/fría fluye a través del mecanismo mezclador.
Me pregunto si el mezclador no está haciendo nada más que dividir los flujos de entrada en gotas y mezclar esas gotas, lo que produce la sensación (ilusión) de un flujo de salida cálido y uniforme.
¿Importa la diferencia? En el extremo, lo sería. Podemos imaginar algún tipo de súper grifo mezclador que pueda recibir una entrada de temperatura ultra alta (como la lava máfica) y una entrada de temperatura muy baja (como el helio líquido) y mezclarlos. Si la transferencia de calor y el equilibrio completos se alcanzan realmente dentro del mezclador, entonces, con la proporción correcta de flujos de entrada, el flujo de salida caliente debería ser seguro al tacto. Sin embargo, si el flujo de salida es solo un revoltijo de gotas discretas de calor/frío, entonces sería muy peligroso tocarlo. Me imagino que las gotitas aún calientes y aún frías causarían quemaduras y daños por congelación en la piel.
Cuando cada uno de los fluidos se descompone en pequeños paquetes en contacto íntimo, la relación superficie/volumen de cada paquete se vuelve grande y la transferencia de calor por conducción entre paquetes aumenta enormemente. El tiempo para que la temperatura de una parcela se equilibre con la de sus vecinos es del orden de , donde D es el diámetro nominal de la parcela y es la difusividad térmica del líquido. La difusividad térmica del agua es de aproximadamente 0,0015 cm^2/seg. Para un paquete de 0,01 cm de diámetro, ¿cuál es el tiempo de equilibrio calculado?
SlowMagic
Chet Miller