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放熱量の計算式と計算を助けてください

syohyugaの回答

  • syohyuga
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回答No.1

放熱量Q、温度差をΔT、放熱面積をA、総括伝熱係数をUとすると  Q = U×A×ΔT ここでUは保温の有無で変わりますが、保温なしで風がなければ3~5[kcal/(h m2 ℃)]程度です。 本当は管の内外の境膜伝熱係数を求める必要がありますが…。 ちなみに風があったらU = 10程度を見込めばよいでしょう。 ΔTは出口のお湯の温度がわからないので何とも言えませんが、例えば出口が50℃とすると、  ΔT = {(80-0)-(50-0){/ln{(80-0)/(50-0)} = 63.8 [℃] (ここでは一応対数平均温度としました) 内径基準の伝熱面積は総銅管長さを20[m]とすると(もっと長いかもしれませんが)  A = π×0.01^2/4×20 = 0.00157 [m2] よって放熱量QはU = 5として  Q = 5×0.00157×63.8 = 0.5 [kcal/h] 以上の計算は配管全体を考えた場合ですが、出口求めるには当然微小区間の放熱量を積分 する必要があります。その場合もあくまで  dQ = U×dA×ΔT   dA:単位長さあたりの放熱面積[m] が成り立ちます。

Agri-favor
質問者

お礼

 ご回答ありがとうございます。0.5kcal/hという結論に驚き,もっと真剣に方法論を考えなければと思いました。かなりの示唆をいただいたので,物理に疎い私としても,検証作業に勤しんでみたいと思います。  熱伝導にかかる計算までは辿り着くのですが,お湯の流速をどう計算に織り込むのかが不明なので,もう少し頭の整理をしたうえで,質問をしなおしてみようと思います。  ありがとうございました。

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