電気炉での伝熱量について

質問

電気炉にて鋼を熱処理する際の伝熱量Ｑとは、どのように計算または測定すれば良いのですか？伝熱量Ｑが知りたい目的は、あるサイズのワークの表面と深部の温度差を計算するためです。
ご教授宜しくお願いいたします。

回答No.2

noname#230359

実際の熱処理で表面と芯部（深部）の温度差を利用して　何か有効なことをしたいと計画しているのでしょうか？実際の熱処理では　ワークの昇温過程で　炉内の位置により数十度の（条件によっては１００℃以上の）温度差が存在してます。さらに炉温を計測制御する熱電対は､ワークの温度を示すわけでは無く、あくまでも炉内の雰囲気温度です。従って芯部と表面が温度差を生じている過程は非常にコントロールしにくいところといえます。温度差がどういう問題になっているのかは　分かりませんが、実際の操業とはそのようなものだと　理解してください。
　私は伝熱量とかの計算は良く分かりませんが、計算で出た結果は、実際の温度を計測して検証する必要があると思います。熱電対をワークに埋め込んで温度を計測するのは難しいことでは有りません。その方が早くて確実だと思います。

　断熱材で覆うと通常の加熱状況と違ったものとなってしまいます。覆わない方が良いと思います。シースの先端をワークに接触させることが重要です。

お礼

ご回答有難うございます。
もう一点教えていただきたいのですが、シース熱電対でワークの温度を正しく測定するためにはどのような方法を取れば良いでしょうか？
現状はワークに熱電対を取付けて、その上から断熱材で覆って炉の雰囲気温度を拾うことがないようにしているのですが・・・・。

回答No.1

noname#230359

日本機械学会発刊の「伝熱工学資料」に所載の、「非定常熱伝導の計算」を
参照されると良いでしょう。ただしこの本は高価で、現在では４万円位では
ないかと思います。該資料は計算公式を示し、かつ例題を設けて計算過程を示してありますので、参考にされる価値は在ると思います。

非加熱物の比表面積が小さいほど、当然加熱昇温過程における温度差は大きくなるわけですが、熱伝導率にも温度依存性が存在しますので、計算作業に経験が少ないと精緻に結果を算定したいあまり、自ら計算を煩雑にしてしまう傾向が在るようです。多くの場合、計算には精度の検証が最後まで不可能な、仮定値を用いなければならない幾つかのファクターが存在するでしょう。例えば、伝熱量算定に必要なエミシビティ[黒度係数]などがそれです。
つまり計算結果に絶対的な信を置いてこだわる事は、多くの場合避けられたほうが良いでしょう。つまり計算結果を「凡そその程度」に見るべきであることをアドバイスしたいと思います。
計算があまり役に立たないと申しているわけでは有りません。経験を積まれると算定結果に対して鼻が利くようになり、「精度がどの程度か」プロの
勘が利くようになるはずです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
何分伝熱工学は素人なものですから、まずは該資料を参考にして勉強してみたいと思います。