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熱移動についての質問
- 外径4mm,内径3mm、長さ460mmの真鍮パイプ内を265℃の工業用油が流れています。入口から出口までの温度差を求めるための公式を教えてください。
- 真鍮パイプ内を流れる工業用油の温度差を求めたいです。パイプの外径は4mm、内径は3mmで、長さは460mmです。
- 265℃の工業用油が流れる真鍮パイプ内の温度差を求めたいです。パイプの外径は4mm、内径は3mmで、長さは460mmです。教えていただけると助かります。
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- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
内径3 mmのパイプに、0.1 m/sの流速で工業用油が流れれば、1秒間に流れる流量は、0.707 cm^3と計算できます。 工業油の比重を0.9とすれば、1秒間に流れる質量は0.64 g程度です。 工業油の比熱(@265℃)を2500 J/kg・℃=2.5 J/g・℃とすれば、その熱容量は0.64 g×2.5 J/g・℃=1.6 J/℃程度と見積もることができます。 一方、外径4mm,長さ460mmのパイプの表面積は0.0058 m^2であって、表面から雰囲気への熱伝達係数を25 W/℃・m^2とすれば、表面温度265℃から18℃の雰囲気に1秒当たりに逃げるエネルギーは、0.0058×(265-18)×25=35.8 Jと計算できます。 熱容量が1.6 J/℃の物体から、35.8 Jの熱が奪われれば、35.8 J÷1.6 J/℃=22 ℃程度温度が低下するという簡略解が得られます。 油は、パイプを流れるに従って温度が低下しますから、正確な計算値が欲しい場合は、パイプの長手方法を何分割かして、区間ごとに温度の低下を求めて、順次積算するような方法をとります。また、25 W/℃・m^2と見積もった熱伝達係数も、正確には定数ではなく温度の関数ですので、区間ごとに温度に応じた値を適用することが望ましいことになります。 22 ℃程度温度が低下するという簡略解よりも精密な値が欲しければ、上記の通り結構複雑な計算が必要になりますので、実験的な手法で仮定した数値が実態に整合するか評価して数値を修正するとか、信頼できる3D流体解析などを利用するような方法が必要かもしれません。
- hahaha8635
- ベストアンサー率22% (800/3610)
たかだか460mm しかも冷やさないのなら 変わりません ストローでコンスープでも飲んでください
- lumiheart
- ベストアンサー率47% (1148/2427)
熱計算 https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/calculation/ 3.加熱に要する電力 __(3)P3流れる気体・液体 本件はヒータ電力を求めるんではないけれど ヒータ電力から温度差を逆算可能 めんどくさい計算は↓自動でやってくれる 熱計算プログラム https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/wattage-calculation-program/ 放熱計算プログラム https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/heat-dissipation-calculation-program/ 熱の計算: 空気加熱の容量計算 https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01030.htm 熱の計算: 熱伝導 https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01040.htm の計算: 放熱 https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01050.htm 熱交換器計算 http://shimaphoto03.com/science/heat-trans/ https://www.hisaka-ex.com/simulator/web/index.php 自動計算してくれるけど 自分の欲しい答えに辿り着くにはそれなりに努力と執念は必須 それそのものの計算式は中々見つからない それなりに参考に成るサイトならそれなりに
- ohkawa3
- ベストアンサー率59% (1518/2552)
具体的な温度を計算するには、次のような条件を明確にする必要があります。 >外径4mm,内径3mm、長さ460mmの真鍮パイプがあります。 ・パイプの外側の媒質は空気ですか/それ以外ですか? ・パイプの外側の媒質は静止状態ですか/ある程度の速度で流れている状態ですか? ・パイプの外側の媒質の温度は如何ほどですか? >パイプの中を265℃の工業用油が通ります ・工業用油の流速は如何ほどですか?
補足
パイプの外側の温度は18度の空気で、停止状態です。工業用油の流速は0.1m/sです