Biot-luku on ulottuvuudeton parametri, jota käytetään lämmönsiirtoanalyysissä. Se vertaa sisäistä lämpövastustasoa kiinteänä pintaan nähden. Tämän luvun ymmärtäminen auttaa määrittämään sopivan lämmönsiirtomallin tietyn ongelman ratkaisemiseksi.

Biot-numeron määritelmä

Biot-luku (Bi) määritellään sisäisen lämpövastuksen suhteeksi ulkoiseen konvektiiviseen vastukseen. Se ilmaistaan seuraavasti:

]Bi = (h * L c) / k

jossa h on konvektiivinen lämmönsiirtokerroin, L c on ominaispituus, ja k[] on kiinteän lämmönjohtavuus.

Biot-numeron merkittävyys

Bi-arvon perusteella voidaan todeta lämpötilan jakautuminen kiinteän aineen sisällä:

  • Bi < 0,1:[ Kiinteän aineen lämpötila on tasainen; kumppisten järjestelmien analyysi on asianmukainen.
  • Bi > 0,1: Lämpötilagradientit kiinteän aineen sisällä ovat merkittäviä, ja ne vaativat yksityiskohtaista analyysiä.
  • Bi > 10:[ Ulkoiset vastukset hallitsevat; pintavaikutukset ovat kriittisempiä kuin sisäinen johtuminen.

Biot-numeron soveltaminen lämmönjohtamiseen liittyvissä ongelmissa

Biot-numeron soveltamiseksi on ensin yksilöitävä asiaankuuluvat parametrit: konvektiivinen lämmönsiirtokerroin, ominaispituus ja lämmönjohtavuus. Laske Bi selvittääksesi, onko kapasitanssimalli pätevä vai tarvitaanko tarkempi analyysi.

Pieniin Biot-numeroihin voidaan käyttää yksinkertaistettuja malleja, jotka vähentävät laskentaa. Suuremmille Biot-luvuille lämmön johtumisyhtälön ratkaiseminen tilan vaihtelulla on tarpeen.