Giysi katman sırasının üşümeye etkisi var mı?

Soğuk ve rüzgarlı havalarda ince kalın örtünme sıralaması

Soğuk rüzgarlı bir sabah torunum Eleanor’u babası bebek arabası ile parka hava almaya götürdü. Üst örtüsü olarak bir battaniye, bir pike, bir de pamuklu bir çarşaf var. Vücuttan ısı kaybını asgariye indirmek için, battaniye en altta mı en üstte mi olmalı? Fark eder mi?

Adresi kopyalayıp ( _↑_ Copy Link) WhatsApp grubunuza gönderebilirsiniz.

Üç örtünün de üst üste örtüldüğünü varsayalım. Birini üstten çadır gibi tutturma durumuna en sonda değineceğim.

Yukarıdaki resimde battaniye pike ve çarşafla sarılmış sarmalanmış bir bebek görüyorsunuz. Katmanların aralarında az bir hava boşluğu kabul ediyoruz. Isı transferi problemini grafik olarak şöyle ifade edebiliriz:

Şekil 1 - Battaniye, pike ve çarşafın altında vücut sıcaklığı sabit (T1); rüzgarla üste vuran havanın sıcaklığı ise Tx. k:Termal iletkenlik katsayısı; t:Örtü kalınlığı.

Vücuttan dış havaya doğru bir ısı akımı olduğunu kabul edersek, vücuttan çıkan ısı katmanlardan geçerek havaya verilir. Isı kaybı miktarı, sıcaklık farkı (mesela T2-T1) ve termal iletkenlik (k1) ile doğru orantılı, katman kalınlığı (t1) ile ters orantılıdır. Birim alan için ısı transferi denklemlerini şöyle yazabiliriz:

Battaniyeden geçen ısı akımı:

\(\text{Battaniye}, q=k_1\frac{T_2-T_1}{t_1}\)

Pike ile battaniye arasındaki havadan geçen ısı akımı:

\(\text{Hava}, q=k_a\frac{T_3-T_2}{t_a}\)

Pikeden geçen ısı:

\(\text{Pike}, q=k_2\frac{T_3-T_4}{t_2}\)

Pike ile ince çarşaf arasındaki havadan geçen ısı:

\(\text{Hava}, q=k_a\frac{T_4-T_5}{t_a}\)

İnce çarşaftan geçen ısı:

\(\text{Çarşaf}, q=k_3\frac{T_5-T_o}{t_3}\)

Rüzgara kaybolan ısı:

\(\text{Rüzgara kaybolan ısı}, q=h(T_o-T_x)\)

Buradaki h, ısı transferi katsayısıdır ve rüzgarın hızına göre değişir.

Dikkat ederseniz, bütün denklemlerde ısı akımı aynı harfle, q ile, ifade ediliyor çünkü vücuttan battaniyeye geçen ısı ile en tepede rüzgara verilen ısı aynı olmak zorunda. Aksi halde, ısı bir tabakada birikir ve o tabakanın sıcaklığı anormal olarak yükselir.

Bu denklemlerin tümünü, q için çözersek:

\(q=\dfrac{T_1-T_x}{t_1/k_1+2t_a/k_a+t_2/k_2+t_3/k_3+1/h}\)

Payda herhangi bir sıralamaya bağlı değil. Yani, katmanların sırasının önemi yok.

Battaniye ister en altta olsun ister en üstte, ısı kaybı aynı olur.

Çadır yapmak

Örtülerden birisini rüzgar kesici çadır olarak kullanırsanız, o zaman en ince örtüyü seçin bu iş için. Çünkü çadırın ana etkisi rüzgarı kesmektir bunun da termal iletkenlik ile bağı yoktur. Thermal direnç, yani t/k oranları en yüksek olan örtüleri doğrudan bebeğin üzerine örtün.