参考文献。http://www.engineeringtoolbox.com/conductive-heat-transfer-d\428.html
我们先来看看传热方程。观察一下,我们可以看到获得更高的传热效率的方法
q / A = k dT / s
q / A = heat transfer per unit area (W/m2)
k = thermal conductivity (W/mK)
dT = temperature difference (oC)
s = wall thickness (m)
1.使用导热常数较高的材料(如铜) 2.较薄的(!)材料 3.保持较高的温差
这些解冻器的工作方式现在应该很容易理解。(1)它们是由一种导热系数常数很高的材料制成的,如铜。材料的导热系数越高,它的温度与周围材料的温度就越快。
互相接触的东西希望温度相同。当你把一个冰块放在常温铜片上,它们的温度是非常不同的。但是,当它们一接触,它们就希望温度相同,所以热传递就开始了。热量从铜 “流向 "冰块,增加了冰的温度(融化),降低了铜的温度。热量也会流向整个铜本身,这意味着即使是铜中离冰块较远的部分也会失去热量。
随着铜失去热量,它很快就会与周围的空气失去温度平衡。但是,空气和铜也想保持相同的温度,所以空气中的热量 "流向 "铜,使其接近室温,这反过来又使铜能更多地加热冰块。但当然,这个过程并没有明显的步骤:所有这些热量的传递都是同时、连续地发生的。而只要空气有一定的流通性,就可以认为这是一个无限的室温热供应。
铜板的顶部很可能是平的,以增加与冰块接触的表面积。然而,铜板的底部可能是棱形或鳍状的,以增加与周围空气接触的表面积,但没有(2)产生更多的厚度!
我们也可以解决(3),用电加热铜板,高于室温,但这样就有把食物的一部分加热到这个温度的风险。使用被动式铜制散热器的好处是,温度永远不会超过室温!
奇迹解冻盘,又称解冻盘,简单来说就是大块的金属块,具有较高的传热系数。导热系数高的材料比导热系数低的材料传热效率更高。相对于其他材料而言,铝的价格便宜,导热系数高,所以大多数都是由这种材料制成。没有解冻盘的食物解冻速度很慢,而有了解冻盘的食物解冻速度也会受到限制,这是因为空气是热的不良导体。当你解冻的时候,热量会从环境(空气、台面等)转移到物体上,直到环境和物体处于平衡状态,即两者的温度相同。而解冻盘仍然需要从环境中获取热量来进行传递,而它的传递速度有多快,是受限于它仍然需要从空气中获取热量的事实。当你把一个冷的物体放在解冻盘上时,解冻盘会迅速将热量传递到物体上,但一旦解冻盘变得和物体一样冷,快速解冻就会停止,这一切都取决于环境传递热量的速度,而这并不快。