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 ▼多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  保温ちゃん 05/12/12(月) 13:38
   ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  noa 05/12/12(月) 13:57
      ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  保温ちゃん 05/12/12(月) 14:17
         ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  u7 05/12/12(月) 15:39
            ┣Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  保温ちゃん 05/12/12(月) 16:29
            ┃  ┣Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  noa 05/12/12(月) 19:28
            ┃  ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  noa 05/12/12(月) 19:57
            ┃     ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  保温ちゃん 05/12/13(火) 23:42
            ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  noa 05/12/13(火) 16:54
               ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  hatomori 05/12/15(木) 10:39
                  ┗Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  nao 05/12/15(木) 10:44

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 ■題名 : 多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方
 ■名前 : 保温ちゃん
 ■日付 : 05/12/12(月) 13:38
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   空気層を含む場合の多層円筒管の外表面温度を求める式を教えてください。
どこかに出ていないでしょうか?

ちなみに、
@空気層を含む壁体の熱通過率を求める式
A多層円管(空気層なし)の外表面温度を求める式
はわかったのですが、これらを参考に導きだすことができると思うのですが、
よく分かりません。

宜しくお願いします。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : noa  ■日付 : 05/12/12(月) 13:57  -------------------------------------------------------------------------
   noaです。

普通に多層円管で求めることはできませんか?
層が管(金属)か空気かだけの違いではないでしょうか?
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : 保温ちゃん  ■日付 : 05/12/12(月) 14:17  -------------------------------------------------------------------------
   回答ありがとうございます。

空気層を含む壁体のK値を求める式は、

K〔kcal/m2*h*℃〕=1/(1/αi)+(ΣL/λ)+(Σra)+(1/α0)

k:構造体の熱通過率〔kcal/(m2*h*℃)〕
αo:外壁外表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
αi:室内壁表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
L:材料厚さ〔m〕
λ:材料の熱伝導率〔kcal/(m*h*℃)〕
ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕

となっています。
よって、固体層と流体層は項を分けて考える必要があると思うのですが??
多層円管の式に、中間空気層の熱抵抗を加えてやればいいと思うのですが、
どのように加えればいいのか分かりません。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : u7  ■日付 : 05/12/12(月) 15:39  -------------------------------------------------------------------------
   >回答ありがとうございます。
>
>空気層を含む壁体のK値を求める式は、
>
>K〔kcal/m2*h*℃〕=1/(1/αi)+(ΣL/λ)+(Σra)+(1/α0)
>
>k:構造体の熱通過率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>αo:外壁外表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>αi:室内壁表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>L:材料厚さ〔m〕
>λ:材料の熱伝導率〔kcal/(m*h*℃)〕
>ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕
>
>となっています。
>よって、固体層と流体層は項を分けて考える必要があると思うのですが??
>多層円管の式に、中間空気層の熱抵抗を加えてやればいいと思うのですが、
>どのように加えればいいのか分かりません。

円管の話はわかりませんが、空気層はある一定の厚さを超えると熱抵抗が厚さによらず一定になるという性質があります。

上記の式もそのような形になっているので、そのまま空気層の熱抵抗の値を入れるだけで、問題ないはずです。

壁体では、0.09m2K/Wという値が使われます。
仮に、1mの空気層でも、10mの空気層でも、3cmの空気層でも0.09です。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : 保温ちゃん  ■日付 : 05/12/12(月) 16:29  -------------------------------------------------------------------------
   >>回答ありがとうございます。
>>
>>空気層を含む壁体のK値を求める式は、
>>
>>K〔kcal/m2*h*℃〕=1/(1/αi)+(ΣL/λ)+(Σra)+(1/α0)
>>
>>k:構造体の熱通過率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>>αo:外壁外表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>>αi:室内壁表面熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
>>L:材料厚さ〔m〕
>>λ:材料の熱伝導率〔kcal/(m*h*℃)〕
>>ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕
>>
>>となっています。
>>よって、固体層と流体層は項を分けて考える必要があると思うのですが??
>>多層円管の式に、中間空気層の熱抵抗を加えてやればいいと思うのですが、
>>どのように加えればいいのか分かりません。
>
>円管の話はわかりませんが、空気層はある一定の厚さを超えると熱抵抗が厚さによらず一定になるという性質があります。
>
>上記の式もそのような形になっているので、そのまま空気層の熱抵抗の値を入れるだけで、問題ないはずです。
>
>壁体では、0.09m2K/Wという値が使われます。
>仮に、1mの空気層でも、10mの空気層でも、3cmの空気層でも0.09です。


多層円管の表面温度を求める式は、下記となります。

t0=tr-(Q/(π*d0*α0))

Q=(ti-tr)/R

R=(1/π)*{(1/(αi*di))+(1/(2*λ0))*(loge(d1/di))+(1/(2*λ1))*(loge(d2/d1)) +・・・+(1/(2*λn))*(loge(d0/dn))+(1/(α0d0))}

ti,tr:管内流体及び管外空気温度〔℃〕
αi,α0:管内面及び断熱外面の熱伝達率〔kcal/(m2*h*℃)〕
di,d0:管内径及び断熱材最外部直径〔m〕
d1,d2,・・・dn:第1,・・・n層各層断熱材内径〔m〕
λ1,λ2,・・・λn:第1,・・・n層各層断熱材の熱伝導率〔kcal/(m2*h*℃)〕
λ0:管の熱伝導率〔kcal/(m2*h*℃)〕
t0:断熱材最外部表面温度〔℃〕

この式の場合、上記の空気層を含む壁体のk値を求める式のような
ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕の項がないのでこの項を円管のR
を求める式の{ }内の項に追加してやればよいと思うのですが、そのまま追加
するだけではだめなような気がします。
{ }内の単位からすると1/(ra*da)を追加するのでしょうか?
これだと{ }内の別の項と単位が合います。
またdaは、空気層の外周側の直径でしょうか?
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : noa  ■日付 : 05/12/12(月) 19:28  -------------------------------------------------------------------------
   noaです。

>多層円管の表面温度を求める式は、下記となります。
>
>t0=tr-(Q/(π*d0*α0))
>
>Q=(ti-tr)/R
↑この式のQは単位長さあたりの伝熱量です。
そのため単位は[W/m]です。
そのためここでのR値は[mK/W]になります。

>この式の場合、上記の空気層を含む壁体のk値を求める式のような
>ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕の項がないのでこの項を円管のR
>を求める式の{ }内の項に追加してやればよいと思うのですが、そのまま追加
>するだけではだめなような気がします。
>{ }内の単位からすると1/(ra*da)を追加するのでしょうか?

定義式
 Q=K×A×ΔT
と比較します。
今単位長さあたりの断面積Aは管内径を基準に取るとπ×diですので、
 Q=π×di×K×ΔT
この式と保温ちゃんの書かれている式を比べてみてください。
 π×di×K=1/R
 K=1/(R×π×di)
になりますよね。
dをどちらにとるかは自由です。
私の場合、二重管を使うときは内側の流体がいろいろ変わりますので、内管径を採用しています。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : noa  ■日付 : 05/12/12(月) 19:57  -------------------------------------------------------------------------
   追記
抵抗のこと書き忘れました。

>この式の場合、上記の空気層を含む壁体のk値を求める式のような
>ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕の項がないのでこの項を円管のR
>を求める式の{ }内の項に追加してやればよいと思うのですが、そのまま追加
>するだけではだめなような気がします。
>{ }内の単位からすると1/(ra*da)を追加するのでしょうか?

今、
内管流体→内管→空気→外管→外気
と仮定します。

そうすると内管流体から空気までは
R1=(1/π)*{(1/(α1*d1))+(1/(2*λi))*(loge(d2/d1))+(1/(α2d2))}
もう一つ、空気から外気までも同様に考えられますよね。
R2=(1/π)*{(1/(α3*d3))+(1/(2*λo))*(loge(d4/d3))+(1/(α3d4))}
あとは、内管外から外管内までの空気の熱伝導抵抗ですが、同じように
R3=(1/π)*(1/(2*λa))*(loge(d3/d2))
で考えればいいのでは?
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : 保温ちゃん  ■日付 : 05/12/13(火) 23:42  -------------------------------------------------------------------------
   >追記
>抵抗のこと書き忘れました。
>
>>この式の場合、上記の空気層を含む壁体のk値を求める式のような
>>ra:中間空気層の熱抵抗〔m2*h*℃/kcal)〕の項がないのでこの項を円管のR
>>を求める式の{ }内の項に追加してやればよいと思うのですが、そのまま追加
>>するだけではだめなような気がします。
>>{ }内の単位からすると1/(ra*da)を追加するのでしょうか?
>
>今、
>内管流体→内管→空気→外管→外気
>と仮定します。
>
>そうすると内管流体から空気までは
>R1=(1/π)*{(1/(α1*d1))+(1/(2*λi))*(loge(d2/d1))+(1/(α2d2))}
>もう一つ、空気から外気までも同様に考えられますよね。
>R2=(1/π)*{(1/(α3*d3))+(1/(2*λo))*(loge(d4/d3))+(1/(α3d4))}
>あとは、内管外から外管内までの空気の熱伝導抵抗ですが、同じように
>R3=(1/π)*(1/(2*λa))*(loge(d3/d2))
>で考えればいいのでは?

naoさんへ
大変参考になりました。
ありがとうございました。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : noa  ■日付 : 05/12/13(火) 16:54  -------------------------------------------------------------------------
   noaです。

>空気層はある一定の厚さを超えると熱抵抗が厚さによらず一定になるという性質があります。
>
>上記の式もそのような形になっているので、そのまま空気層の熱抵抗の値を入れるだけで、問題ないはずです。
>
>壁体では、0.09m2K/Wという値が使われます。
>仮に、1mの空気層でも、10mの空気層でも、3cmの空気層でも0.09です。
上記のことについて、知りませんでしたので後学のために出典を教えていただけますか?

よろしくお願いします。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : hatomori  ■日付 : 05/12/15(木) 10:39  -------------------------------------------------------------------------
   U7さんからの返事がないので。
ASHRAE Guide 1960からの引用ではないかと思います。
ただ10mを空気層とよぶかどうかは?
0.09の値は垂直空気層(半密閉)の場合でしょう。
 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:多層円筒管(空気層あり)の外表面温度の求め方  ■名前 : nao  ■日付 : 05/12/15(木) 10:44  -------------------------------------------------------------------------
   hatomoriさん、レスありがとうございます。
探して見てみます。お手数おかけしました。
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