Cálculo de la tasa de pérdida de calor de un cuerpo

En primer lugar, el inglés no es mi idioma nativo, discúlpeme por todos los errores gramaticales que cometeré.

A la misma temperatura, el agua se siente más fría que el aire. Esto se explica aquí . Sé que la temperatura que sentimos está muy relacionada con la tasa de pérdida de calor de nuestro cuerpo. En el agua, perdemos calor más rápido y por eso se siente más fresca. Sabiendo eso, quería calcular a qué temperatura tiene que estar el aire para sentir lo mismo que el agua a 11ºC. Para ello necesito calcular la tasa de pérdida de calor de nuestro cuerpo en agua a 11ºC.

¿Cómo puedo calcularlo?

La persona está completamente desnuda y sumergida en el agua. Su temperatura es de 37ºC. No se mueve en el agua. El agua que pasa junto a la persona se mueve a una velocidad V, por ejemplo, 10 m/s.

Imagen

Por favor reduzca su pregunta. Estás preguntando sobre la convección natural en el agua. Esto está influenciado por: 1) la ropa que lleva puesta la persona; 2) cualquier agua que fluya más allá de la persona; 3) la diferencia entre la temperatura de la piel y la temperatura del agua; 4) qué parte de la piel de la persona está en contacto con el agua (es decir, ¿están completamente sumergidos?); 5) si la persona se mueve o no mientras está en el agua (¿están nadando o flotando en el agua?).
@DavidWhite Editado.
Proporcione un diagrama de un hombre desnudo sumergido en agua.
@electronpusher hecho.
@electronpusher: Buena :D. @J doeoeo: su pregunta no puede responderse mediante un razonamiento analítico puro. Si no reduce el problema, necesitará usar un software de dinámica de fluidos computacional para obtener una respuesta a su problema. Pero si dices que la persona es equivalente a un cilindro de cierta altura h y algo de radio r entonces al menos puede usar correlaciones que están tabuladas en libros.
@electronpusher ¿Realmente necesitabas un diagrama?
¿El aire también se mueve a 10 m/s?
@JMac No lo es, pero ¿realmente importa? De todos modos, si el aire puede afectar las condiciones del agua de alguna manera, debemos suponer que no hay aire afuera.
@Jdoeoeo Quise decir que cuando tratamos de enfriarlo con aire, ¿se está moviendo a la misma velocidad?
@JMac Sí, el aire se mueve a la misma velocidad.

Respuestas (1)

La pérdida de calor se puede calcular usando esta ecuación.

d q d t = h A ( T s tu r F a C mi − T F yo tu i d )
Es probable que la diferencia entre el agua y el aire sea h, el coeficiente de transferencia de calor. Entonces la ecuación para el cálculo de la temperatura del aire será,
h a i r A ( 37 − T a i r ) = h w a t mi r A ( 37 − 11 )
El área será cancelada. La temperatura del aire será,
T a i r = 37 − h w a t mi r h a i r ∗ 26

Para un flujo de agua de 10 m/s, el número de Reynolds es 1 × 10 12 , por lo que es un flujo de turbulencia. Para un flujo de aire de 10 m/s, el número de Reynolds es aproximadamente 6 × 10 8 . Así que tanto un flujo de turbulencia.

El coeficiente de transferencia de calor se puede obtener para la transferencia de calor por convección. El coeficiente de transferencia de calor del aire es aproximadamente 32 W / metro 2 k , consulte http://www.engineeringtoolbox.com/convective-heat-transfer-d_430.html y el coeficiente de transferencia de calor del agua está entre 300 − 6000 W / metro 2 k . Por cierto, incluso una persona fuerte no puede pararse en una corriente de flujo de 10 m/s.

Esto da -1095~-6795 grados centígrados. Así que ya ves que es imposible conseguir el mismo efecto con aire. Realmente porque el agua puede quitar calor significativo.

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