열 전달과 관련된 공학적 계산이 녹아 들어있다. 화학공학도로서 이 부분에 대해 알아보고 텀블러의 구조부터 시작하여 재질, 원리를 조사해보며 최적의 텀블러를 디자인 해 보겠다.
현재 다양한 디자인의 텀블러가 시장에 나와 있으며 쉽게 구할 수 있다. 그러나 열 보존력이 제품마다 크게 다르고,
여기서, a와 b는 실험상수이다. 열전도도는 고체, 액체, 기체의 순으로 적어진다. 금속은 좋은 전도체 이어서 열전도도는 100W/m․K 이상이고, 일반적인 고체는 1~10W/m․K 정도이다. 액체로는 물이 특히 커서 0.6~0.7, 그 외에는 0.2W/m․K이하이다. 기체의 열전도도는 더욱 적어서 0.01~0.05W/m․K,
열 전달율이 좋아야한다.
20. 커피가 새거나 튀지 않아야 한다.
6. 보온성이 좋아야한다.
21. 커피가 만들어지는 상태를 파악할 수 있는가(양, 농도)
7. 가격이 저렴해야한다.
22. 타이머/예약 기능이 있어야한다.
8. 소비전력이 낮아야한다.
23. 커피향이 오랫동안 보존되어야한다.
9. 필터의 성능이
열의 형태로 에너지 전달은 여거가지의 화학 공정이나 다른 유형의 공정에서 일어난다. 열전달은 또한 다른 단위조작들간의 결합에서 일어나는데, 예를 들면 목재나 식료품의 건조, 알콜증류, 연료연소, 그리고 증발에서 열전달이 일어난다. 열전달이 일어나는 이유는 온도차이의 추진력 (ΔT) 때문이고
열유속은 전달방향인 x방향에 수직인 단위면적당 열 전달률이고, 이 방향으로의 온도구배 dT/dx에 비례한다. 비례상수k는 열전도율로 알려진 전달 물성값이며, 벽의 고유특성이다. 음의 부호가 나타나 있는 것은 온도가 감소하는 방향으로 열이 전달되기 때문이다. 온도분포가 선형적인 정상상태 조건하