Ｐａｇｅ 1058 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼対流熱伝達 narcissus 05/7/14(木) 9:33 ┣Re:対流熱伝達 noa 05/7/14(木) 9:57 ┃ ┗Re:対流熱伝達 narcissus 05/7/14(木) 10:04 ┃ ┗Re:対流熱伝達 noa 05/7/14(木) 10:29 ┃ ┗Re:対流熱伝達 narcissus 05/7/14(木) 10:50 ┃ ┗Re:対流熱伝達 noa 05/7/14(木) 12:28 ┃ ┗Re:対流熱伝達 narcissus 05/7/14(木) 12:49 ┣なんか変ですよ？ ほっほっほ～ 05/7/14(木) 11:25 ┃ ┗Re:なんか変ですよ？ うずまき 05/7/14(木) 13:49 ┃ ┣Re:なんか変ですよ？ うずまき 05/7/14(木) 13:50 ┃ ┗Re:なんか変ですよ？ ほっほっほ～ 05/7/14(木) 15:25 ┣Re:対流熱伝達 stein 05/7/14(木) 15:02 ┃ ┗Re:対流熱伝達 うずまき 05/7/14(木) 20:21 ┃ ┗Re:対流熱伝達 stein 05/7/16(土) 19:52 ┃ ┗Re:対流熱伝達 うずまき 05/7/16(土) 20:51 ┃ ┣Re:対流熱伝達 noa 05/7/17(日) 5:25 ┃ ┗Re:対流熱伝達 stein 05/7/17(日) 10:52 ┃ ┗Re:対流熱伝達 うずまき 05/7/17(日) 12:13 ┃ ┗Re:対流熱伝達 stein 05/7/17(日) 13:29 ┃ ┗Re:対流熱伝達 うずまき 05/7/17(日) 13:59 ┗Re:対流熱伝達 noa 05/7/14(木) 15:55 ┗Re:対流熱伝達 narcissus 05/7/14(木) 18:23 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 対流熱伝達 ■名前 ： narcissus ■日付 ： 05/7/14(木) 9:33 -------------------------------------------------------------------------
| 炉壁からの放散熱量に関する熱量を現在確認しており、 その検討の中で、熱伝達率を実験式的なものを使用して 自然対流による伝熱量を算定しています。 この熱伝達率の式の根拠を知っている方がおられましたら ご教授下さい。 自然対流による熱伝達率（平面壁と空気） ・水平上向平面壁 α=11.7×Δt^0.25 ・水平下向平面壁 α=6.28×Δt^0.25 ・垂直平面壁 α=9.22×Δt^0.25 |
| noaです。 熱伝達率が温度差だけで表されている式ははじめてみたのですが、 出所はどこなのでしょうか？ 粘性係数、体膨張係数とかいろいろ関係してくるのですが、 係数に含まれているのでしょうか？ |
| 申し訳ありません。 算定に関する方法はよく判りません。 出所については、省ｴﾈｾﾝﾀｰ関係の書籍（工業炉）及び webに記載されている工業炉の炉壁に関する表面放散熱量 （自然対流伝達）の熱伝達率の計算方法です。 |
| お手数ですが、 WEBのURLを教えていただけますか？ |
| 省ｴﾈｾﾝﾀｰのwebです。 記載していなくすみません。 下にて掲載箇所を確認できると思います。 http://www.eccj.or.jp/qanda/term/qa26.html#003 |
| noaです。 ＨＰ見ました。一般的に熱伝達率は実験式ですので、係数は実験値ですね。 まず、この式を見る限り、炉体表面から周辺空気への熱伝達率の式ですね。 熱伝達率は Ｑ＝α・⊿Ｔ で表されるのはご存知だと思います。 このαは壁面の状況、周りの状況によって大きく左右されます。 いろんなパターンの実験を行って、整理した式が提示されている式です。 根拠というより、熱伝達率の式に合うように実験式を作ったという表現が正しいです。 最初に書いていた式と、ＨＰの式が違うようにこれは実験をした条件などが違うからです。 熱伝達率しかり管摩擦係数しかりいろんな実験式がありますので、 状況に応じた式を探されることをお薦めします。 |
| 有難うございます。お騒がせしました。 実験式ではありますが、何とか理屈をつけて近似値でも 算定できないものかと企んでいましたが、知恵及ばず投稿 しました。 お手数をおかけしました。 |
| そもそも熱伝達率αって固体表面から流体への伝熱量算出において固体表面温度と流体の温度差Δｔに掛ける係数じゃないですかそのαが温度差の関数ってのはおかしいですよ。少なくともαは温度差のからは独立した数値のはずです。この式のΔｔが表面流体流速のｖならありそうですが・・・ |
| >そもそも熱伝達率αって固体表面から流体への伝熱量算出において固体表面温度と流体の温度差Δｔに掛ける係数じゃないですかそのαが温度差の関数ってのはおかしいですよ。少なくともαは温度差のからは独立した数値のはずです。この式のΔｔが表面流体流速のｖならありそうですが・・・ たぶん、炉なので対流成分よりも放射成分のほうが圧倒的に多いと思います。 放射熱伝達は、温度の4乗差で効いてきますから。 熱伝達＝対流熱伝達＋放射熱伝達 一般建築では、9W/m2K 外気であれば、23～25W/m2K ですよね。そのうち放射成分は、4～5程度です。 だから、少し細かくすると熱伝達率α=f(Δt)+f(v)という式になります。 仮に、炉の表面が100℃、周辺が30℃とすると 5.86*10^-8*((273+300)^4-(273+30)^4)=5634の熱伝達量になります。 これから、放射熱伝達率を逆算すると5634/(300-30)なので、21Wくらいですね。 自然対流も増えるんでしょうけど、通常の4W/m2K程度とすると、放射のほうが5倍できいてくるので、実験式は温度差の簡易式にしたのでは？ |
| 炉の表面が300℃、周辺が30℃とすると です。間違えました。 |
| 納得しました。たしかに熱伝達は実験式的な色合いが濃い分野ですね。ということは伝熱が１００％放射成分の場合には熱伝達率αはΔｔの３乗に比例する場合もあるということですね。 |
| >炉壁からの放散熱量に関する熱量を現在確認しており、 >その検討の中で、熱伝達率を実験式的なものを使用して >自然対流による伝熱量を算定しています。 >この熱伝達率の式の根拠を知っている方がおられましたら >ご教授下さい。 > >自然対流による熱伝達率（平面壁と空気） >・水平上向平面壁 α=11.7×Δt^0.25 >・水平下向平面壁 α=6.28×Δt^0.25 >・垂直平面壁 α=9.22×Δt^0.25 元工場設備屋です。 この式は伝熱工学の教科書、空調調和衛生工学便覧にも載っています。確認して下さい。 自然対流は、高温物体の周りの空気が暖められ軽くなって上方に流動する ことによって発生する熱の流れですね。参考資料です。 http://www.nichias.co.jp/technique/pdf/325/jis-a9501.pdf 上の式で、 水平上向平面＞垂直平面＞水平下向平面 になっていますね。これは定性的に説明できます。考えてみて下さい。 |
| >元工場設備屋です。 >この式は伝熱工学の教科書、空調調和衛生工学便覧にも載っています。確認して下さい。 >自然対流は、高温物体の周りの空気が暖められ軽くなって上方に流動する >ことによって発生する熱の流れですね。参考資料です。 >http://www.nichias.co.jp/technique/pdf/325/jis-a9501.pdf 実験の数値くらいしか見たことなかったので、自然対流熱伝達の式は始めてみたのでびっくりしました。 空調調和衛生工学便覧に出てるんですか？1巻では見た記憶がないですが、別の巻でしょうか？ 今、手元にないので、明日確認してみます。 ただ、気になったのが、強制対流の式として紹介されていますが、通常強制対流はユルゲスの式で風速の関数になってると思います。 やはり、このあたりの式は高温になった場合に、温度を無視できないからってことなんでしょうか？ |
| >空調調和衛生工学便覧に出てるんですか？1巻では見た記憶がないですが、別の巻でしょうか？ >今、手元にないので、明日確認してみます。 この式は、省エネルギー手帳にも載っています。 具体的には、自然対流熱伝達率をｈ（Ｗ/(Ｋ・Ｍ＾２))とすると下の通りです。 水平上向き面 ｈ＝2.4△ｔ＾0.25 垂直面 ｈ＝1.9△ｔ＾0.25 水平下向き面 ｈ＝1.3△ｔ＾0.25 現場的には、 「上向き面からの放熱が大きいので、その面の保温に留意しましょう！」 ということでしょうか。 >やはり、このあたりの式は高温になった場合に、温度を無視できないからってことなんでしょうか？ 先のレスにも書きましたが、 自然対流の原動力は温度差(→密度差→浮力)です。温度絶対値ではありません。 |
| >この式は、省エネルギー手帳にも載っています。 >具体的には、自然対流熱伝達率をｈ（Ｗ/(Ｋ・Ｍ＾２))とすると下の通りです。 >水平上向き面 ｈ＝2.4△ｔ＾0.25 >垂直面 ｈ＝1.9△ｔ＾0.25 >水平下向き面 ｈ＝1.3△ｔ＾0.25 >現場的には、 >「上向き面からの放熱が大きいので、その面の保温に留意しましょう！」 >ということでしょうか。 > >>やはり、このあたりの式は高温になった場合に、温度を無視できないからってことなんでしょうか？ > >先のレスにも書きましたが、 >自然対流の原動力は温度差(→密度差→浮力)です。温度絶対値ではありません。 自然対流に関しては、その通りですよね ただ、温度差換気などの換気量は、温度差の平方根。なぜ、0.25乗？調べねば！！ ただ、この式。たぶん、ΔTがある値以上という限定条件がつくと思われます。 省エネ手帳ってみたことないのですが、この式は用途が限られてますよね？たぶん。 一般建築の熱貫流率などで使う自然対流熱伝達率は、4,5W程度ですが、こちらの式では、Δt=5でも3弱ですね。 確認するといっておきながら、忙しすぎて確認できませんでした^^; |
| うずまきさん、おはようございます。 >ただ、温度差換気などの換気量は、温度差の平方根。なぜ、0.25乗？調べねば！！ ０．２５乗の根拠は６３６２に書いてありますので参照ください。 |
| >一般建築の熱貫流率などで使う自然対流熱伝達率は、4,5W程度ですが、こちらの式では、Δt=5でも3弱ですね。 自然対流は、風速０ｍ／ｓの場合であり、特殊です。 風が殆どない室内でも、平均約２ｍ／ｓ程度の風が在ると言われています。 蛇足ですが、私の最初のレスに添付した資料のｐ４左下の備考に 式(７)～(１１)は強制対流の簡易式であるが、自然対流は風速を０ｍ／ｓとして 計算できるとあります。確認してください。 私が工場勤務のころは、このような熱伝達率（ｗ／(Ｋ・Ｍ＾２)）を 室内では１２、屋外では３６程度に見積もっていましたね。 最近、断熱工事業者が、 実設備表面温度をサーモグラフィーで測定して、放熱ロス診断をやっています。 問題の表面熱伝達率をどの程度に設定しているのか、知りたいところです。 |
| >自然対流は、風速０ｍ／ｓの場合であり、特殊です。 >風が殆どない室内でも、平均約２ｍ／ｓ程度の風が在ると言われています。 建物用途の問題でしょうか？事務所建築なんかでは、通常0.5m程度でみますね。 2mもあると確かに強制対流の世界ですね。 >私が工場勤務のころは、このような熱伝達率（ｗ／(Ｋ・Ｍ＾２)）を >室内では１２、屋外では３６程度に見積もっていましたね。 結構でかいですね。別のとこでも書きましたが。 一般建築では、屋外は風速3mの強制対流熱伝達と放射熱伝達で合計で23～25W/mK 室内は、9W/mK。工場は、たしかにちょっと特殊なんでしょうけど。 >最近、断熱工事業者が、 >実設備表面温度をサーモグラフィーで測定して、放熱ロス診断をやっています。 >問題の表面熱伝達率をどの程度に設定しているのか、知りたいところです。 サーモグラフィーは、放射伝達から表面温度を逆算するものですから、対流は関係ないというか設定するものではないですよね。（対流が起きている結果の実際の温度を測っている） 原理的に細かいことは知りませんが、遠赤外線（長波長放射）の放射量を直接測定し、周辺温度との４乗差で逆算。なにか設定するとしたら、普通は対象表面の放射率くらいだと思いますよ。デフォルトは1が多いです。一般建築は0.9とすることが多いです。 |
| >サーモグラフィーは、放射伝達から表面温度を逆算するものですから、対流は関係ないというか設定するものではないですよね。（対流が起きている結果の実際の温度を測っている） >原理的に細かいことは知りませんが、遠赤外線（長波長放射）の放射量を直接測定し、周辺温度との４乗差で逆算。なにか設定するとしたら、普通は対象表面の放射率くらいだと思いますよ。デフォルトは1が多いです。一般建築は0.9とすることが多いです。 サーモグラフィーは、放射温度計とカメラを組み合わせた画像処理です。 要は、設備各部分の表面温度を測定するのが目的です。 あとは、 対流伝熱が支配的な表面温度範囲では、放熱量Ｑは、 表面積Ａ、対流熱伝達率ｈ、周囲温度Ｔｏ、表面温度Ｔｓとすると、 Ｑ＝ΣＡｈ(Ｔｓ－Ｔｏ) で細かく求めることができます。 ｈ以外は測定で求められますから、この放熱診断サービスの精度を上げるには ｈ値設定が重要になりますので、前のレスの質問をしたわけです。 放射伝熱が支配的な表面温度範囲では、ご指摘の放射率が必要です。 この放射率も、接触温度計と放射温度計が在ればある程度推定できますね。 技術的なレスを頂きましたので、やや細かな文面になってしまいました。 それにしても、この会議室は有意義ですね。管理人様に感謝・・・。 |
| >サーモグラフィーは、放射温度計とカメラを組み合わせた画像処理です。 >要は、設備各部分の表面温度を測定するのが目的です。 >あとは、 >対流伝熱が支配的な表面温度範囲では、放熱量Ｑは、 >表面積Ａ、対流熱伝達率ｈ、周囲温度Ｔｏ、表面温度Ｔｓとすると、 >Ｑ＝ΣＡｈ(Ｔｓ－Ｔｏ) >で細かく求めることができます。 >ｈ以外は測定で求められますから、この放熱診断サービスの精度を上げるには >ｈ値設定が重要になりますので、前のレスの質問をしたわけです。 > >放射伝熱が支配的な表面温度範囲では、ご指摘の放射率が必要です。 >この放射率も、接触温度計と放射温度計が在ればある程度推定できますね。 そうですね。省エネ診断ということで、放熱量の話になると伝達率が重要ですね。 せっかくですので端折らず書くと。 放熱量Q=Qc+Qr （Cは対流、Rは放射） Qc=ΣAαc(Ts-To) α：伝達率 屋外の場合は、風による強制対流、屋内の場合は、自然対流など Qr=ΣA5.67×εε((Ts+273.15)^4-(To+273.15)^4)*10^-8 （厳密には、Toではなく周りの壁など温度で、さらに形態係数を乗じる。5.67は、ステファンボルツマン定数、ε：長波長放射率） 簡易的には、Qc=ΣAαr(Ts-To)であらわされることがありますが、温度差が大きい場合は、αrを簡易的に設定できないので、絶対温度の４乗差の式を用います。 この場合、QcとQrは、一見独立しているように見えますが、Tsがそれぞれの影響を受けているので、独立はしていません。 サーモグラティーでは、このQrを測定して、Tsを求めるわけです。 steinさんがおっしゃっていたのは、ここからさらにQcを求める場合の対流熱伝達もしくはいきなりQを求める場合の総合熱伝達率の話だったのですね。温度を求める場合に必要という意味かと勘違いしてました。 プラントっぽい話になると温度差が結構大きいでしょうから、たしかに伝達率ひとつでかなり値が変わってきそうです。 ただ、逆に温度差がそれほどないのであれば、一般的な値を入れてるんでしょうね。 |
| noaです。 ０.２５乗の根拠だけでも、 垂直平板での自然対流熱伝達の式は、 Ｎｕ＝０.５９・Ｒａ＾０.２５（０.５９は文献によって違うと思われます） というのかあります。 Ｒａレイレー数）は 浮力と粘性の無次元数であるＧｒ（グラスホフ数）とプラントル数の積で、 Ｒａ＝ｇ・β・⊿ｔ・Ｄ＾３／（ａ・ν） で表されます。 Ｎｕ＝ｈ・Ｄ／λ 提示している式は、ｇやβ等の数値を入れて簡略化をしたものなのでしょう。 詳細は伝熱に関する本を参照してください。 |
| 有難うございます。 Ra=Gr×Pr、Nuと色々と数値をこじつけていたのですが △t及び比例乗数を導き出すのに苦労していました。 知識不足により様々な皆様方の返答非常に感謝します。 |
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