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在hario滤杯里面冲煮咖啡,咖啡粉层高6cm,热水浇筑速率为每秒4g,总时间为2分钟,问在滤杯里湍流指数如何

A:根据冲泡方式,可以计算得到滤杯内的湍流指数。在此根据提供的条件,做出如下计算:

– 滤杯的内径:约6cm(假设为圆形)
– 咖啡粉层的高度:6cm
– 热水浇筑速率:每秒4克
– 冲泡总时间:2分钟 = 120秒

首先,计算出咖啡床的有效深度,即滤杯内部空间的高度。假设滤纸所占高度为1cm,那么有效深度为5cm。

接下来,可以计算出水流速,即每秒经过咖啡床的水量。这里假设滤杯内滤纸、咖啡粉的总体积比例为1:3,据此计算出滤杯内总体积为 π×(3cm)²×5cm=141.37cm³。则每秒经过咖啡床的水量为4克,根据密度计算出每秒经过咖啡床的水体积为4g ÷ 1g/cm³ = 4cm³。故水流速为每秒4cm³。

然后,可以计算出雷诺数,即湍流指数。根据海流波动流体导致的湍流所处状况的不同,使得雷诺数的计算方法不尽相同,但在此种情况下,可利用如下公式进行计算:

Re = v × D × ρ / μ (其中:v为水流速,D为滤杯内直径,ρ为水的密度,μ为水的动力粘度系数)

代入上述参数,可以得出:

Re = 4cm/s × 6cm × 1g/cm³ / 0.001Pa·s ≈ 14400

综上所述,根据此种冲泡方式,hario滤杯内的湍流指数约为14400。按照常规标准,流体在Re<2300时属于层流,而在Re>4000时属于湍流,这意味着hario滤杯中的热水在流动时已接近经典湍流状态,呈现出各种丰富复杂的涡旋运动。