¿Qué se entiende por profundidad de penetración térmica?

Como comprenderá por el término en sí, tiene que ver con la penetración del calor en un material.

Suponga que tiene un material lo suficientemente grueso (tamaño$D$) de temperatura uniforme ($T_0$), donde se aplica una temperatura constante (diferente) ($T_1$) en un lado. Eventualmente, todo su material estará a esta nueva temperatura.$T_1$. Pero antes de que esto suceda, es decir, mientras la temperatura del otro lado del bloque siga siendo$T_0$, podemos hablar de penetración.

La profundidad de penetración es la profundidad a la que la temperatura ha cambiado significativamente, a menudo, esto se aproxima con

En este contexto, también es relevante el número de Fourier , ya que relaciona la profundidad de penetración con la escala de longitud del dominio, es decir

Para que la teoría de la penetración sea aplicable (etapa inicial),$Fo<1$.

En un fluido libre es suficiente suponer el comportamiento adiabático (es decir, sin transferencia de calor y "conservación de la entropía"). ¡PERO! Cuando examinamos el flujo en las cercanías de las paredes y otros límites sólidos reales, hay una disipación de energía significativa debido a la viscosidad, la fricción, etc., etc. relacionada con los efectos termoacústicos. Por ejemplo, si tenemos un conducto lo suficientemente ancho, a lo largo de sus ejes el campo será (casi) adiabático, pero la capa límite (barrio de paredes) será más complicada. La profundidad de penetración indica cuál es la distancia suficiente desde una pared para suponer que el flujo es adiabático.

Creo que la respuesta de Bernard parece correcta, pero me parece recordar una fórmula para la velocidad de penetración. Pira parece confundir el grosor de la capa límite con la profundidad de penetración, que en mi memoria es solo para la conducción de calor sólido.

Buena suerte, Tom en Lyons, CO