Стельки с фольгой

[Tim]

Жена купила стельки с фольгой. Я посмеялся, типа толку от фольги не будет. Жена обиделась. Тогда я решил подсчитать, но мне нужна помощь.
Допустим с одной стороны стельки $-20^{0}C . С другой у нас нога, $+36^{0}C. Площадь стельки пусть будет $150cm^{2}$. Надо прикинуть на сколько алюминиевая фольга задержит тепловое излучение в сравнении с обычной стелькой. Есть ли смысл? Вроде шапки из фольги не делают, хотя...
Уфф, самому сложно, потому и обратился. Ну допустим толщина войлока 3мм. Теплопроводность 0.045. Попробую считать сам
$R_t=\dfrac{T_2-T_1}{P}$, $R_t=\dfrac{l}{\lambda S}$. Получил $P=12.6$ Вт И куда дальше. Вопрос был о том, поможет ли фольга. На сколько процентов она улучшит защиту от холода. Мне в самом деле трудно рассчитать то, что физик с натренированной интуицией сразу скажет.

[profrotter]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
Причина переноса:
Не сформулирован предмет обсуждения. Сформулируйте критерий (критерии) по которому возможно установить, что один вид стелек лучше другого.

(Подробно)

Forum Administration в сообщении #27358 писал(а):

Начальные сообщения любой темы должны четко и внятно формулировать предмет или вопрос, который предполагается обсудить. В противном случае тема будет закрыта или перемещена в карантин до уточнения предмета.

Оформите тему в соответствии с правилами форума и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено. Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Red_Herring]

Коламбия (один из крупнейших производителей спортивной одежды) вставляет в зимние куртки "omi-heat" --отражающий внутрь слой ткани. Насколько это эффективно--не знаю, по крайней мере ни одна другая компания этого не делает

[Degen1103]

Фольгированная стекловата

Тест спасательного одеяла. Взгляд через тепловизор

Полезна ли пенка с фольгой? И какой же стороной её класть?

[Mihaylo]

Теплопередача бывает диффузная и излучением. Фольга отражает излучение и бесполезна при диффузии, поэтому фольгу нужно разворачивать к источнику тепла. Но мне кажется доля излучения в теплопередаче от тела к земле составляет гораздо меньше 5-10 %, в основном тепло теряется через диффузию, поэтому от стелек с фольгой толку мало, но сама идея смысла не лишена.

[Degen1103]

Насколько понимаю, фольга, будучи расположенной к ступне, препятствует влагонасыщению стельки, которое заметно, чуть ли не в разы, может снизить тепловое сопротивление.

[Mihaylo]

Не думаю. Фольга для этого - не самый идеальный материал. А вот для отражения излучения, да...

[semikolenov]

Затрону ту часть темы, которая не была обсуждена.
Самым важным является процесс конденсации влаги внутри обуви. Если на улице $-40$, у ноги, к примеру, $+20$, то для толщины стелька$+$подошва (стенки обуви) перепад температуры очень большой. Происходит интенсивное испарение влаги с поверхности ноги: она конденсируется внутри обуви. Тепловые потери ноги возрастают сильно (начинают замерзать).
Как вариант можно использовать женские прокладки. Конденсат влаги вступает в связанное состояние с веществом и образуется гель, понижая теплопередачу(условно).
Или: на голую ногу надеваем тонкий носок, потом целлофановый пакет, потом опять носок. Идея заключается в разделении границ распространения влаги: вся конденсируемая влага находится в области первого носка до границы пакета. Второй носок сухой - теплоизолирующие свойства максимальны.
Кстати, можно проделать такой опыт. Надеваем носок-пакет-носок-пакет-носок. И выходим на $-40$ градусный мороз. Без обуви. Есть предположение – нога не будет замерзать вообще. А про комфортность и удобство – это вообще вне всякого сравнения. Ну, правда, эстетическая сторона не на высоте. Но это уже дело предпочтений.
Поясню принцип действия такой конструкции.
Первый носок+пакет необходим, чтобы испаряющая влага ноги оставалась в этой области и не переходила дальше. Второй пакет необходим, чтобы влага (вода) не мочила второй носок( не понижала теплоизолирующие свойства носка).Третий носок - чтобы не было скользко. Это минимальная конструкция. Возможны более сложные:носок-пакет-носок-пакет-носок-пакет-… и так далее( на любителя ).
Жаль у нас на дворе -1. А то бы я прошмыгнулся. Чегож ради науки не сделашь. :)

[realeugene]

Mihaylo в сообщении #1172066 писал(а):

Фольга отражает излучение и бесполезна при диффузии

В непрозрачных для излучения материалах теплопередача излучением отсутствует.

[Xey]

realeugene в сообщении #1172920 писал(а):

Mihaylo в сообщении #1172066 писал(а):

Фольга отражает излучение и бесполезна при диффузии

В непрозрачных для излучения материалах теплопередача излучением отсутствует.

В видео про одеяло автор говорит, что полиэтиленовая пленка прозрачна для теплового излучения. С другой стороны , известно, что у вспененного полиэтилена теплопроводность очень низкая.
Тут не ясно, нужна фольга на коврике из вспененного полиэтилена или структура материала делает коврик непрозрачным для теплового излучения и фольга лишняя.

Теплоизоляторы обычно имеют пористую (волокнистую) структуру. Излучение проходит через множество границ . Важна ли непрозрачность самого материала, или все определяется структурой?

[Pphantom]

Xey в сообщении #1172963 писал(а):

В видео про одеяло автор говорит, что полиэтиленовая пленка прозрачна для теплового излучения. С другой стороны , известно, что у вспененного полиэтилена теплопроводность очень низкая.

В общем-то лучистая теплопроводность в подобной ситуации существенно меньше, чем контактная, так что оба эти утверждения вполне справедливы. Воздушная прослойка существенно уменьшает контактную теплопроводность, лучистая остается, но она исходно невелика.

Xey в сообщении #1172963 писал(а):

Теплоизоляторы обычно имеют пористую (волокнистую) структуру. Излучение проходит через множество границ . Важна ли непрозрачность самого материала, или все определяется структурой?

Тут ровно то же самое. Волокнистая структура нужна для того, чтобы внутри оказался воздух (или иной газ), контактная теплопроводность которого мала. Лучистая теплопроводность в подавляющем большинстве "бытовых" случаев пренебрежимо мала.

[Xey]

Pphantom в сообщении #1172975 писал(а):

Воздушная прослойка существенно уменьшает контактную теплопроводность, лучистая остается, но она исходно невелика.

Поэкспериментировал. Лучистый поток от рефлектора (красная кварцевая трубка)падает на голень ноги, припекает.
- самый тонкий полиэтилен от пакетика, заметно ослабляет лучистый поток (автор видео про одеяло был неправ).
- оргстекло (5 мм) почти перекрывает поток
- лист бумаги перекрывает поток

В итоге можно сказать, что фольга вряд ли заметно уменьшит и без того малое пропускание лучей войлочной стелькой.

[realeugene]

Xey в сообщении #1172963 писал(а):

В видео про одеяло автор говорит, что полиэтиленовая пленка прозрачна для теплового излучения. С другой стороны , известно, что у вспененного полиэтилена теплопроводность очень низкая.

Во-первых, всё относительно. Полиэтилен гораздо слабее поглощает тепловой ИК 4-12 микрон. Из него делают линзы для ИК термометров. Но что-то всё же поглощается. Кроме того, когда рассуждают про теплопроводность материалов и её измерение, нередко забывают про лучевой теплообмен внутри материалов. Поэтому, нужно бы уточнить, что именно имеют в виду, когда рассуждают про очень низкую теплопроводность пенки. Кроме того, в полимеры часто подмешивают наполнители и красители, которые могут сделать полиэтиленовую пенку непрозрачной для теплового ИК. В общем, не всё однозначно.
Войлок тоже имеет ненулевую глубину проникновения излучения. Но фольга в стельках, наверное, всё же полезнее как паробарьер, как мне кажется. Полимерная плёнка была бы полезнее, так как не мялась бы, как мне кажется.

-- 30.11.2016, 14:32 --

Pphantom в сообщении #1172975 писал(а):

Лучистая теплопроводность в подавляющем большинстве "бытовых" случаев пренебрежимо мала.

Для голой неутеплённой поверхности в спокойный воздух для тел размерами порядка человеческого лучистая теплоотдача примерно равна тепллоотдаче за счёт теплопроводности воздуха. Про это, кстати, почему-то нередко забывают в расчётах.

[Umka2000]

realeugene в сообщении #1173011 писал(а):

Для голой неутеплённой поверхности в спокойный воздух для тел размерами порядка человеческого лучистая теплоотдача примерно равна тепллоотдаче за счёт теплопроводности воздуха. Про это, кстати, почему-то нередко забывают в расчётах.

-это при какой разнице температур(воздух-тело)?