球周りの熱伝達係数(熱伝達率、境膜伝熱係数)の概略値
2012-05-15 [記事URL]
このような計算をされている方に必要な知識です
医療用 バルーンカテーテルの必要熱量計算
金属粉じんの冷却時間計算
球形樹脂の表面温度計算
球周りの熱伝達率概算値を示します
水流に置かれた場合の熱伝達率を示しています。
流速を変化させた場合
条件:球直径10(mm) 水温度 15(℃)
流速(m/sec) 熱伝達率(W/m2 K)
0.1 2.22E+03
0.2 3.09E+03
0.3 3.76E+03
0.4 4.33E+03
0.5 4.82E+03
外径を変化させた場合
条件:流速1(m/sec) 水温度 15(℃)
外径(mm) 熱伝達率(W/m2 K)
10 6.77E+03
20 4.76E+03
30 3.88E+03
40 3.36E+03
50 3.00E+03
水温度を変化させた場合
条件:球直径10(mm) 流速1(m/sec)
水温度 (℃) 熱伝達率(W/m2 K)
10 6.56E+03
20 6.97E+03
30 7.34E+03
40 7.68E+03
50 7.98E+03
Q) タンクから放熱する熱量と冷却に必要な水量を計算するには?
2012-05-15 [記事URL]
A) タンク側面の熱通過率と、タンク内の冷却コイル外側熱伝達率を求めます
タンク側面の熱通過率は
側面外側の表面熱伝達率と、タンク壁面材質に起因する熱伝導率、
側面内側の熱伝達率から求める事が出来ます。
冷却コイル外側熱伝達率は
攪拌機が付いている場合と、付いていない場合で値は異なりますが、
各種実験式があり、推測可能です。
タンクからの放熱量に釣り合う冷却水量を計算します
冷却水が奪う熱量は、
冷却水質量流量×比熱×出入口温度差
によって計算できます。
タンク外壁と屋外の熱交換量の計算は、
保温材の厚み、材質に応じて、
多層円筒 熱抵抗式を用いて
熱流量を計算します。
溶融アルミニウム長方形流路内の 熱伝達係数(熱伝達率、境膜伝熱係数)の概略値
2012-05-15 [記事URL]
このような計算をされている方に必要な知識です
アルミ砂型鋳造の凝固解析
鋳造溶湯の冷却時間計算
ダイカスト製品の最適砂型の検討
流路内壁と溶融アルミニウムの間の熱伝達率を示します
アルミの流速による熱伝達率の値を示しています。
条件:アルミ温度 650(℃)
25(mm)×55(mm)長方形流路
流速(mm) 熱伝達率(W/m2 K)
0.25 1.88E+04
0.35 2.05E+04
0.45 2.21E+04
0.55 2.36E+04
0.65 2.50E+04
内径15(mm)円筒流路
流速(mm) 熱伝達率(W/m2 K)
0.25 3.71E+04
0.35 3.91E+04
0.45 4.09E+04
0.55 4.27E+04
0.65 4.44E+04
垂直平板からの熱伝達係数(熱伝達率、境膜伝熱係数)の概略値
2012-05-15 [記事URL]
このような計算をされている方に必要な知識です
垂直壁面からの放熱量を計算
十分直径が大きいタンク側面からの放熱量の計算
鉛直から角度をもった壁面の放熱量の見積り
垂直平板周りの熱伝達率概算値を示します
空気中に置かれた壁面の鉛直上方向に沿った値を示しています。
条件:室内温度 30(℃) 壁面温度 100(℃)
層流域
壁面高さ(mm) 熱伝達率(W/m2 K)
10 3.72E+01
25 2.96E+01
50 2.49E+01
75 2.25E+01
100 2.09E+01
乱流域
壁面高さ(mm) 熱伝達率(W/m2 K)
125 3.98E+00
150 4.13E+00
175 4.26E+00
200 4.37E+00
225 4.48E+00
Q) 熱貫流率と熱伝達率は同じ意味?
2012-05-14 [記事URL]
A) 単位 (W/m2 K)が同じでも意味、用途が異なります。
熱貫流率は
主に住宅などの壁面断熱性能を表現するために使用する値でK値と言います。
つまり、単位厚み当たりの熱伝導率を言います。
具体的な定義式は、熱貫流率についてのページで説明しています。
建築物の空気調和計算や暖房負荷の計算に必須の知識です。
熱伝達率は
固体表面から周囲流体への放熱量を見積るための工学係数です。
固体表面と、流体との温度差が1(℃)で1(m2)の放熱面から1(秒)間に放熱する量が1(J)の時に1(W/m2 K)の熱伝達率といいます。(「熱伝達係数」、「境膜伝熱係数」は同義)
具体的な定義式は、熱伝達率についてのページで説明しています。
放熱量の見積りや、建物の外壁、内壁表面の熱交換量計算に必須の知識です。
Q) 放熱の計算に、Nu数(ヌセルト数)、熱伝達率どちらで評価すべき?
2012-05-14 [記事URL]
A) 熱伝達率で評価すべきです
熱伝達率の計算式は
「Nu数×流体の熱伝導率/その流れ場の代表長さ」
で表されます。
熱伝達率、Nu数の定義はこちら
一方Nu数の定義としては、
「固体表面を流れる、流体の移動による熱交換量と、
流体の物質内を熱伝導で移動する熱交換量の比」
と言えます。
物体表面から、流体によって放熱する量を計算する場合は、、
専門書に様々な場合のNu数が掲載されていますので、
実務上は、計算しようとしている放熱計算対象に適当なNu数を調べて計算する事になります。
その後、定義式から熱伝達率を求めて、ニュートンの冷却則によって、放熱量が求まります。
ニュートンの冷却則の定義はこちら
太陽定数とは
2012-05-09 [記事URL]
このような計算をされている方に必要な知識です
建築物の断熱材(グラスウールなど)の選定
屋外設置のタンク日射影響を計算
南向き 建築物の暖房負荷を計算
建物熱貫流率を計算
日光による放射熱量を計算
太陽定数とはこのように定義されます
完全黒体(放射率 1)の平面が太陽光線に対して垂直に対面する場合に
1(m2)当りに太陽光線から受ける輻射熱(W)
太陽定数=1.37(KW/m2)
Q) サウナの温度90(℃)はOKでも、90(℃)のお風呂はやけどするのはなぜ?
2012-05-07 [記事URL]
A) 人体との接触面温度が、接触物の密度、比熱、熱伝導率に関係しているからです
異なる温度の物質が接触した瞬間の接触面の温度を求める式を以下に示します。
記号の意味
T:温度
ρ:密度
λ:熱伝導率
C:比熱
数式から分かる事は、、、
接触部の温度は、接触物の密度、比熱、熱伝導率さらに、接触前の温度
の
影響をうけるので、実際にサウナ内の水蒸気と水では物性値が異なり
皮膚表面温度に違いが出てきます。
これと同じ現象は、100(℃)の鉄と木の板を触ってみた時に感じる温度の差からもうかがえられます。
Q) 太陽からの日射影響はどのくらいある?
2012-05-06 [記事URL]
A) 太陽定数1.37(KW/m2)から計算できます。
これは、太陽光線が1(m2)の完全黒体である平面に垂直に入射する場合、1.37(KW)のふく射熱量が供給される
という事を意味しています。
このふく射熱量がどのように物体の温度に影響するかは、ステファンボルツマン定数を
乗じて計算する事になります。
Q) ビニールハウスへ埋設温水配管を敷設した場合の放熱量は?
2012-05-06 [記事URL]
A) 熱伝導の形状係数を用いて以下のように計算できます
温水パイプからハウスへの放熱量 14.5(KW)
使用した条件
配管長さ 50(m)
配管埋設深さ 500(mm)
配管並列埋設数 5(本)
配管ピッチ 3(m)
配管外径 50(mm)
配管表面温度 70(℃)
ハウス内地表温度 20(℃)
計算方法
配管からハウス地表への放熱量は、
地面の熱伝導率、
地面と配管の温度差
配管本数
配管と地面の位置関係から計算される形状係数
を掛け合わせる事によって求まります。
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