비오트 수 문서 원본 보기

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'''비오트 수'''(Biot number)는 [[유체]] 속에 물체가 잠겨 냉각될 때, 즉, [[전열|열전달]] 과정이 과도 상태일 때 쓰는 상수이다. 이는 물체의 표면과 내부 사이의 온도강하의 정도를 알 수 있는 척도가 된다. 만약 비오트 수가 크다면 [[물체]] 내에서의 온도 강하가 심하고, 작다면 물체 내에서의 온도가 거의 일정하다. 비오트 수가 작게 되면 물체를 하나의 덩어리로, 온도가 일정하다고 가정할 수 있게 되어 시스템을 더욱 간단하게 만든다. 대부분 비오트 수가 0.1보다 작을 때 물체 내의 온도가 일정하다고 가정한다.

Biot이란 이름은 프랑스의 물리학자인 [[장바티스트 비오]]({{lang|fr|Jean-Baptiste Biot}})에서 온 것이다.

== 정의 ==
비오트 수는 다음과 같이 정의된다.

:<math>\mathrm{Bi} = \frac{h L_C}{\ k_b}</math>

단,
* h = [[대류열전달계수]]
* L<sub>C</sub> = 대표길이 (단, <math>\mathit{L_C} = \frac{V_{\rm body}}{A_{\rm surface}}</math>)
* k<sub>b</sub> = 물체의 [[열전도율]]

이를 다시 정리해보면 전도저항 및 대류저항에 관한 식으로 나타내 줄 수 있다.
<math>\mathrm{Bi} = \frac{h L_C}{\ k_b} = \frac{L}{kA}\frac{hA}{1}= \frac{R_{cond}}{R_{conv}}</math>


즉, 비오트 수가 커지면 상대적으로 전도저항의 비중이 커지게 되는 것이고, 비오트 수가 작아지면 상대적으로 대류저항의 비중이 커지게 된다.

== 비오트 수의 크기에 따른 현상 ==
1) Bi<<0.1

대류저항이 전도저항보다 상대적으로 크므로
전도가 일어나는 물체 내부에서의 온도 차가 대류가 일어나는 물체 표면과 물체 외부의 온도 차보다 작다. (온도 차= 열량*저항)

따라서 물체를 온도가 일정한 한 덩어리로 가정할 수 있다.

2) Bi>0.1

1)과 반대로 물체 내부에서의 온도 차가 물체 표면과 물체 외부의 온도 차보다 크다 (온도 차= 열량*저항)

따라서 온도가 일정한 한 덩어리로 가정 할 수 없다.

== 같이 보기 ==
* [[대류]]
== 참고 ==
* {{언어링크|en}} [https://en.wikipedia.org/wiki/Lumped_capacitance_model Lumped_capacitance_model]

[[분류:열전도]]
[[분류:대류]]
[[분류:무차원 수]]