2010-07-15 [記事URL]
過去数回で紹介したように、高温物体周りを流れる流体への放熱量を求めるためには熱伝達率が必要だと書きました。
この熱伝達率を計算するために必要な情報は以下のとおりです。
流体の物性値
熱伝導率などの熱物性値、密度、動粘性係数 固体表面温度、流体温度 流体速度
(速度つまり、レイノルズ数によって熱伝達率の表現式が変わりますから注意が必要)
物体の代表長さ(パイプ内の流れだったら、内径、外側の流れだったら直径)
これらの情報がひとまず揃えば、あとは熱伝達面と流れの接し方から、熱伝達率の計算式に当てはめ、ニュートンの冷却則によって放熱量が求まります。
2010-07-15 [記事URL]
前回のエントリー で、ニュートンの冷却法則の説明をしましたが、
式中の h の説明を今回はしようと思います。
すでに述べたように、流体が接する物体形状によって多種多様に変化する
ｈ(熱伝達係数、境膜伝熱係数) ですが、
たとえば円柱形状の物体に直角に風や、水が吹きつけられ表面から熱を奪う場合、以下の式が適用できます。
この式を使いこなせば、
「ある温度で配管に入った流体が、何度になって出てくるか?」
みたいな計算が可能になります。
左辺一番左上にあるhバーが、円中周囲全体で平均した、平均熱伝達率です。
ご想像できるかと思いますが、流体がぶつかる点(よどみ点といいます。)が一番熱伝達率が 高く(一番熱をうばう)、周全体で熱伝達率が変化するので、工学計算では簡易的に周全体で平均した値が使われます。
さて、上記のhですが、さらにいろんな変数が現れています。。。
これら変数の説明はまた次回に。。。
2010-07-15 [記事URL]
下のような業務をされている方はお読みください。
レーザ加工で発生する粉塵(粉じん)の冷却時間を計算。
分級エアー装置の設計。
集塵機により搬送される粉塵の衝突板や流路設計。
初期温度が溶融再凝固(1度以上)してい高温粉塵の鉄鋳物内の搬送流路、流速を計算。
高温品温の灰がパイプ中に混入、ある風速（風量）で移動（搬送）させながら低温に冷やす時の熱伝導計算。
空気輸送中に搬送物（灰）の温度を空気でさげる場合の熱計算。
灰の混入部(パイプの中を流れている空気の中に灰を供給機にて投入する場所)からその移動箇所にて吸引し、分級機、によって集塵され灰温度を下げる時の輸送条件を計算。
直径数ミクロンの高温金属粒子が、
どのくらいの時間で冷えるのか?
このような計算ができます。
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