ガラスの温度上昇の計算方法について教えてください

質問

ガラスに光が通過した際にガラスが温度上昇すると思いますが、その計算方法がわかりません。
現在分かっているのは、
?ガラスの物性(比熱、比重、各波長の透過率)
?透過させる光の波長域と強度
?照射時間
です。

計算式を色々調べたのですが、透過性材料に与えられるエネルギー量の計算
方法がよくわかりませんでした。
また、上記の条件以外で必要なファクターがありましたら教えてください。

ご存知のかた教えてください。よろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359

ご呈示になったパラメータのほか，反射率が必要と思います。
透過率－反射率＝吸収率です。吸収率が温度上昇の源泉となるエネルギー量に
直結します。反射率は，屈折率と入射角度によって決まりますので，正確な
情報入手ができなくても推定はつくと思います。

ガラス面全体に光線が通過するのならば，上記の吸収率×入射放射束（入射
エネルギー）がガラスに入力されるエネルギーです。定常状態になれば，熱容
量は無関係なので，入射エネルギーとガラスの温度上昇による遠赤外放射と
対流による放熱のバランスがとれる温度を求めれば温度上昇が求められます。

ガラスの温度上昇による遠赤外放射と対流による放熱は，ガラスの実効面積と
温度上昇によって求めることができ，その係数は熱伝達係数と呼ばれていて，
面積１平方メータ温度差１度あたり１４Ｗ程度の値です。

説明の単純化のため，分光特性については省略しました，正確には，上記の
関係は分光特性を考慮して，波長に対して積分操作で求めるべきものです。

お礼

ご連絡遅れまして申し訳ありません。
丁寧なご回答ありがとうございます。

反射率については、反射防止膜のコーティングをしており、
ほぼ垂直入射であるため、0.5%程度と考えることにします。

ご回答いただいた内容で一度計算してみます。

ありがとうございました。