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 ▼配管の熱損失について  建築系学生 12/1/7(土) 18:59
   ┣Re:配管の熱損失について  u7 12/1/8(日) 11:12
   ┣Re:配管の熱損失について  リストラ予備軍 12/1/10(火) 15:05
   ┣Re:配管の熱損失について  Ameircan 12/1/11(水) 10:35
   ┣Re:配管の熱損失について  白歯 12/1/12(木) 4:54
   ┗Re:配管の熱損失について  ジョー 12/1/16(月) 15:57

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 ■題名 : 配管の熱損失について
 ■名前 : 建築系学生
 ■日付 : 12/1/7(土) 18:59
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   はじめまして。冷温水の配管熱損失についてですが、空気調和衛生工学便覧を参考に次式で算定されることはわかったのですが、この熱損失量は、配管を流れている流量や熱量に関係しないのでしょうか?

Q=2・π・Δt ÷{1/(d0αi) + (1/λ1)・ln(d1/d0) + (1/λ2)・ln(d2/d1) + 1/(d2αo)}

Q:熱損失量[W/m]
Δt:温度差(管内蒸気温度−周囲外気温度)
d0:管内径[m] d1:管外径[m] d2:保温材外径[m]
αi:管内面の表面熱伝達率[W/(m2・℃)]
αo:保温材外面の表面熱伝達率[W/(m2・℃)]
λ1:配管の熱伝導率[W/(m・℃)]
λ2:保温材の熱伝導率[W/(m・℃)]

極端に言うと、配管径1m、配管長さ1mの配管に、同じ速度・同じ温度で、体積だけ異なる(たとえば、1立方mと0.1立法m)水を流した時に、熱損失量に違いはあるのでしょうか?

ご存知の方がいましたら、是非教えていただきたいです。

 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管の熱損失について  ■名前 : u7  ■日付 : 12/1/8(日) 11:12  -------------------------------------------------------------------------
   熱量と流量の結果が何になるかわかってますか?
配管内の流体の温度になるのではないのですか?

 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管の熱損失について  ■名前 : リストラ予備軍  ■日付 : 12/1/10(火) 15:05  -------------------------------------------------------------------------
   熱の伝わる量 Q は電気の伝わる量の電流 I と同じに考えることができます。
電流 I =電圧 V ÷ 抵抗 R  (抵抗が大きいか 電圧が小さいと電流は減ります。)
熱に置き換えると
熱量 Q =温度差 冲 ÷熱抵抗 R

熱力学では熱抵抗と表示せず 熱伝導率で表します。
熱抵抗とするためには 熱の伝わる方向の長さ(厚さ)も関係します。
熱抵抗=厚さd÷熱伝導率λ
管材だけでなく 保温材の熱抵抗も加算します。

熱抵抗は流体と個体の間(管の内側αiと外側αo)にも生じます。
熱い風呂に入ってもじっとしていれば熱くないが動くと熱い この関係が表面熱伝達率です。
水速が速いほうが伝わり易くなります。また流体が水と空気でも違ってきます。表面粗さでも。
伝達率も伝わり易さですから逆数 1/αの抵抗として加算します。

Q=冲温度差÷(1/αi+Σd/λ+1/αo)

熱損失の違いはこれだけです。

 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管の熱損失について  ■名前 : Ameircan  ■日付 : 12/1/11(水) 10:35  -------------------------------------------------------------------------
   下の式には 時間が考慮されていません。

>Q=2・π・Δt ÷{1/(d0αi) + (1/λ1)・ln(d1/d0) + (1/λ2)・ln(d2/d1) + 1/(d2αo)}
>
>Q:熱損失量[W/m]
>Δt:温度差(管内蒸気温度−周囲外気温度)

 *ついでですが 温水温度なのに 引用は蒸気のままですね。


流量の影響を考えるには もうひとつ水温の温度降下の式が必要です。

 G・C・d(Wt)/dt=Q

 G 重量流量
 C 比熱
 Wt 温水温度 
 微分方程式です。

この場合 Δt:温度差 は変数になります。
管内伝達率は 流速によって変わりますが 一定としても大勢に影響ありません。

結論は もちろん熱損失量に違いがあります。原因は温水の温度降下が流量によって大きく変わるからです。

学生さんなら 計算できますよね。

>ご存知の方がいましたら、是非教えていただきたいです。

こういう質問にはふさわしくない単純な計算問題です。

 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管の熱損失について  ■名前 : 白歯  ■日付 : 12/1/12(木) 4:54  -------------------------------------------------------------------------
   同じ速度、同じ温度、違う体積で流した場合と言う意味は、配管径が違うが流速は同じと言う事でしょうか?
もしそうなら、伝熱面積が少ない分、細い配管の方が熱損失量は少ないでしょうね。

もしくは
同じ体積流量、同じ温度、同じ配管径の場合で考えていますか?
その場合、流速が変わります。
よって、αiが変わり、流速の遅い方が熱損失量は少ないでしょうね。

 ───────────────────────────────────────  ■題名 : Re:配管の熱損失について  ■名前 : ジョー  ■日付 : 12/1/16(月) 15:57  -------------------------------------------------------------------------
   冷温水配管の熱損失とは、その配管表面からの輻射熱や支持材への伝熱による損失です。よって、配管の表面積が大きい程損失が大きくなるでしょう。保温材は熱抵抗と考えられますので熱伝導率は小さいほうが良いです。
流体の摩擦による損失は、搬送動力に影響する内容ですので別に考えるべきです。
温水の温度が高いほど、冷水の温度が低いほど外部との温度差が大きくなるので熱流は大きくなります。温度差が大きくても、熱抵抗が高ければ(保温性能が良ければ)熱流(損失)は少なくなります。(保温材自体を加熱・冷却も損失の一部)
温水の場合、周囲を温めていれば損失による加温、冷水の場合、周囲を冷やしていたり結露していれば、冷却による損失です。
(保温材の表面を銀色にしているのは、放射率を下げる為です)

よって、流量や熱量には関係しません。

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