Ik zou vermoeden het verlies door convectie flink toeneemt en de winst door het eerder koken overschaduwt. (Dus dat het langzamer de kritieke temperatuur bereikt).
Even uitgewerkt, warmteverlies door convectie:
Neem aan dat lucht zich in/boven de pan als rond een cilinder gedraagt: (Dat zal niet zoveel uitmaken, maargoed- je moet iets).
Re=ρvDμ≈1⋅0.5⋅0.32⋅10−5=7500
Met
Pr=0.7
volgt
Nu=0.57Re1/2Pr1/3=43.83
Warmteoverdrachtscoefficient:
h=Nu⋅λD=43.83⋅0.02850.3=4.16Wm2K
ϕ″
en
\phi = A \phi^{''} = \frac{\pi}{4}D^2 h (T_{water}-T_{lucht})
Laten we voor het verschil in temperatuur van water en lucht nemen
\Delta T = 80K
dan de totale warmtestroom van het water in de pan naar de lucht:
\phi = 23.52 W
Dat is niet zoveel... Ik vermoed dat Re een stuk groter is dan 7500. Ik heb v = 0,5m/s genomen, maar boven het water beweegt die lucht waarschijnlijk sneller. Zeker met een geavanceerde afzuigkap. Nemen we v = 5m/s (iemand een idee hoe je zoiets schat/bepaalt? EDIT: dat kan natuurlijk door het benodigde drukverschil uit te rekenen; Bernoulli) dan
\phi \approx 74W
.
Hoe staat dit in verhouding met de warmtetoevoer door het vuur?
Het duurt ongeveer 5min om 1kg water te laten koken. Dan volgt dat de effectieve overdracht van vuur-pan ongeveer
\phi_{vuur \rightarrow pan} \approx 1393W
is.
Brengen we het extra verlies door convectie door die afzuigkap in rekening, dan kan het met een beetje pech toch wel 10% langer duren voordat je water "kookt", ongeacht of die kritieke temperatuur een paar graadjes lager ligt
.