熱伝導率 熱伝達率 プラスチック 冷却 時間

質問

熱可塑性プラスチック（PP)を溶かして、水に付けて冷却、硬化させる際に、どれくらい水につけていれば、目的の温度になるかという問題に直面しています。

２００度に溶かしたＰＰを４０℃まで冷やすのに必要な時間（秒）を求めたいのですが、
断面積70ｍｍ^2、長さ4500mmのＰＰを、１８℃の水に浸した場合、何秒となるんでしょうか。。

どの公式（？）に当てはめればいいのかまったく見当がつかないのです。できれば、式も挙げて頂けると嬉しいですが、どなたかお分かりになる方いらっしゃいましたら、よろしくお願いいたします。

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回答No.1

gn_drive · ベストアンサー

溶融状態から固形状態になるのであれば、熱伝導率が大きく変化するでしょうし、200℃から18℃になるのであれば、周囲の水への熱伝達率も大きく変化します。単純な自然対流で仮定できるのかも分かりません。また冷却水温も上がるのではとも思います。

物性値変化が正確に分かっていれば、非定常解析ができるCFDで解くことができるでしょう。

CFD解析ができず、ざっくり知る程度であれば、形状が平板なのか円柱なのか分かりませんが、断面形状毎で種々のハイスラー線図が解かれていますので、固体として上記変化を無視しして解くことはできます。

いずれにせよ、熱電対か何かを埋め込んで実測値と比較し、物性値を求めるには役に立つと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
ざっくり知る程度でいいので、固体として、もしくは溶融固体としてハイスラー線図を見てみようと思います。

補足

ご回答ありがとうございます。
冷却温度は、一定という前提です。また、形状は円中なんですが、糸状のモノが何本か集まって70mm^2となっています。。