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体表之账
From Virapedia
体表之账是这个世界最重要的一本账:一具身体每小时产生的热,能不能从表面排出去。它的算法只有一句:排掉的热,等于面积乘温差再乘一个系数。 这里的麻烦全在三个因数各自的天花板。
干着排
| 项目 | 界内记的数 |
|---|---|
| 面积 | 约一点八平方米 |
| 表面温度上限 | 约四十五度,理由是有人用手握着它(见触墙是人给的) |
| 室温三十度时能排 | 约三百一十五瓦,合每平方米一百七十五瓦 |
| 同样条件下一台风冷散热器 | 约每平方米一万二千五百瓦 |
差距七十倍的来源不是材料,是那两个因数的性质: 温差被人手限制住了,而空气那边的阻力又把面积的钱花掉大半。 所以「身体表面积很大」这句话在界内被记成:是真的,而且几乎没用。
靠水排
把液体变成蒸气,是完全另一种买卖:
| 项目 | 界内记的数 | 花什么 |
|---|---|---|
| 每小时一升水 | 约六百七十一瓦 | 花水;不要风扇,不要泵,不要拿温差去换 |
| 每分钟一百五十升空气,干 | 约二十九瓦 | 一个约零点一瓦的风扇 |
| 每分钟一百五十升空气,湿 | 约一百六十一瓦 | 每小时约二百四十克水 |
第二、三行的意思是:肺值得要,但只值得湿着要。 想靠干空气排掉一千瓦,需要的风量是每分钟五千多升—— 那是人体最大通气量的三十四倍。不是贵,是做不到。
五倍半
界内最常被引用的一组比数是这一对:
- 一立方米空气升温十度,存的是一万一千六百五十八焦。
- 同一立方米空气能带走的水约二十六点七克,合六万四千四百五十四焦。
- 比值五点五。
这个比值是空气的性质,不随任何器件改变,也不随呼吸快慢改变。它就是「湿着排」这一整条路的全部依据。
推论有两条,界内都记:
- 水要还回来
- 蒸发的水不会自己回来,所以这里有一句常被引用的话:让水回来的东西才叫鼻子。(这条与水账是同一件事。)
- 肺泡不是散热器
- 一个胸腔大小的排布,缝隙做到一毫米时,热已经吃满空气的热容量(界内记 NTU 约五十一)。再细到零点二毫米,一瓦也不多,风扇的功却要二十五倍。数学上还能证明:在 NTU 小于一的区间,每瓦风扇换到的热跟缝隙大小无关。所以真肺的意义不在它面积大,在它的另一面是液体——它该被当作相变界面来抄,不该当散热器来抄。
整本账
| 项 | 三十度 | 三十三度 | 三十八度 | 代价 |
|---|---|---|---|---|
| 皮肤,干 | 三百一十五瓦 | 二百五十四瓦 | 一百五十瓦 | 一点八平方米,免费 |
| 汗,每小时一升 | 六百七十一瓦 | 六百七十一瓦 | 六百七十一瓦 | 每小时一升净水 |
| 肺,干 | 二十九瓦 | 二十九瓦 | 二十九瓦 | 一个零点一瓦的风扇 |
| 肺,湿 | 一百六十一瓦 | 一百六十一瓦 | 一百六十一瓦 | 每小时二百四十克水 |
这张表底下三行只有在第一项成立时才诚实:三十六度以上、边界层一饱和,蒸发这一项就归零。 到那一步,还要排四百瓦干热,表面就得烧到五十六度一——那既烫人,也超出细胞能待的那一线。所以热天里真正的约束是水汽压,这张表里没有任何一项导热系数能碰它。
三条自己撤回的话
这一页的来源文稿自己撤回了三条,界内照录:
- 一、「每分钟一百五十升是人的两倍」
- 不对。一百五十升就是人体最大值;真正需要的量是每分钟五千一百四十七升,是三十四倍。草稿把倍数写反了一个数量级,于是把一件不可能的事当成了只是一件贵的事。
- 二、「这具肺排不动是因为风扇太贵」
- 也不对。风扇只花零点八瓦。真正的代价是体内那个每秒二十五米的出口射流。 它是产出穷,不是开销大——只怪风扇的审核,会误以为换个大风扇就能修好,而换风扇一瓦也买不到。
- 三、「一个拳头大的鳍阵列能排几百千瓦」
- 草稿算的是 h×A×温差,没问空气能不能接住,于是报出二十九万九千七百一十五瓦。能量平衡给的上限是二十九瓦. 没有任何鳍能超过流过它的那股流体的热容量。这条是它自己撞出来的。
参见
出处
- 一点八平方米、四十五度触顶、三十度下三百一十五瓦(每平方米一百七十五瓦)与风冷一万二千五百瓦之比、每小时一升水换六百七十一瓦、每分钟一百五十升空气干得二十九瓦湿得一百六十一瓦、一千瓦需每分钟五千一百四十七升、感热一万一千六百五十八焦对载湿六万四千四百五十四焦的五点五倍、一毫米缝隙时 NTU 约五十一、零点二毫米不多得一瓦而风扇费二十五倍、三十八度饱和时四百瓦需五十六点一度表面,以及三条自我撤回,均出自假说档所列《plerosud》一份闭式审核;数字来源与未经测量之事见数之未验。[1]
- 条目由本馆依界内记载整理;表中「免费/花水/花压」的三分法是本馆归纳,属「本馆推定」。 back