Nombre de Biot

Le nombre de Biot de (Bi) est un nombre sans dimensions utilisé dans des calculs de transfert de chaleur d'instable-état (ou coupure). Il est baptisé du nom du français Jean-Baptiste Biot (1774-1862) du physicien , et rapporte la résistance de transfert de chaleur à l'intérieur et sur de la surface d'un corps.

Noter que le nombre de Biot a une série d'applications additionnelles, y compris l'utilisation dans des calculs prolongés de transfert de chaleur extérieure.

Définition

Le nombre de Biot est défini comme : = de

\ mathrm de {Bi} \ frac {h L_C} {\ k_b}

là où :

coefficient de film ou coefficient de transmission de chaleur ou coefficient de transfert de chaleur de convection

L_C = la longueur caractéristique, qui est généralement définie en tant que volume du corps s'est divisé par la superficie du corps, tel que

\ = du mathit {L_C} \ frac {V_ {\ corps de rm}} {A_ {\ surface de rm}}

k_b = conductivité thermique du corps

La signification physique du nombre de Biot peut être assez comprise en imaginant l'écoulement de la chaleur d'une sphère à fonte immergée dans une piscine aux environnements liquides. L'écoulement de la chaleur éprouve deux résistances : le premier par le métal plein et le deuxième par le proche actuel liquide la surface de la sphère. La résistance thermique du fluide dépasse que la résistance thermique a offert par la sphère en métal, ainsi le nombre de Biot est moins d'un. Contraster, maintenant, la sphère en métal à une a fait des matériaux thermiquement d'isolation, tels que le bois, dont la résistance à l'écoulement de la chaleur dépasse cela du fluide. Dans ce cas-ci, le nombre de Biot est plus grand qu'un.

Applications

Les valeurs du Biot le nombre plus petit que 0.1 impliquent que la conduction de chaleur à l'intérieur du corps est beaucoup plus rapide que la conduction de chaleur à partir de sa surface, et les gradients de la température sont l'intérieur négligeable de lui. Ceci peut indiquer l'applicabilité (ou la non-applicabilité) de certaines méthodes de résoudre des problèmes passagers de transfert de chaleur. Par exemple, un Biot le nombre plus moins de 0.1 indique typiquement que l'erreur plus moins de 5% sera présente quand assumant un modèle de Mettre en bloc-capacité de de transfert de chaleur passager.

Analogue de transfert de masse

Une version analogue du nombre de Biot (habituellement appelé le " ; number" de Biot de transfert de masse ; , ou le

\ mathrm {Bi} _m

) est également employé dans des procédés de diffusion massique :

de  \ _m= de mathrm {Bi} \ frac {h_m L_ {C}} {D_ {ab}}

là où :
h_m - coefficient du transfert de masse de de film
L_C - longueur caractéristique
D_AB - diffusivité de masse.

Voir également

convection
Nombre de Fourier de
Conduction de chaleur
Transfert de chaleur

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