熱の伝導についての質問です。

質問

ある鉄製の密閉容器の中に発熱体をおいて温度上昇試験を行なう場合で、密閉容器を設置する室温の条件が40℃でなければならないとします。
しかし、室温を40℃まで上げることが出来ずに(例えば、20℃)に試験を行なったとします。
この場合、補正値をかければ正確な試験結果と見なせるのでしょうか？その補正値を求めるにはどのような試験？(すでに補正値がある？)を行なえばいいのでしょうか？どなたか、ご指導願えないでしょか？
宜しくお願いいたします。

回答No.2

sinn_o · ベストアンサー

密閉容器内の温度上昇の式は

dT/dt[℃/sec] x m [kg] x Cv [J/(kg・K)] = Q [W] - （K [W/(m2・K)] x A [m2] x (T - Tout) [℃]）

T : 容器内温度
m : 容器内空気の質量
Cv : 容器内空気の定積比熱
Q : 発熱体の単位時間あたり発熱量
K : 容器の熱通過率
A : 容器の表面積
Tout : 室内温度

で与えられます。

m, Cv, A, Toutが既知で、Tと時刻の関係が実験から求められますから、もしQが分かっているなら、Kを算定できます。
Toutが20℃でも40℃でもさほどKの値は変わらないので（若干は変わりますが）、40℃の場合の温度上昇は、再度↑の式にTout＝40℃を代入してやることで、Tを計算することは可能です。

あとは結果にどこまで厳密さが求められているかによりますね（＾＾；

回答No.3

walkingdic

発熱体の温度が４０度よりずっと大きい、たとえば１００℃、２００℃という場合はさほど大きな違いはないかもしれませんが、４０度より少し大きい程度しかないのであれば、周囲温度２０℃と４０℃ではかなり結果に違いが出ることになり、これは補正できるという代物ではありません。

あと発熱体の特性に温度依存性がある場合も話は簡単ではなくなります。

つまり具体的な話次第です。

回答No.1

fjnobu

40℃で無ければならないなら、その環境を作ることです。
恒温装置はレンタルでも、造ることも出きます。
恒温装置が狭ければ、必要な部屋を密封してストーブででも暖めれば出来ると思います。
補正値を計算で求めたり、それの代替の試験をするよりはるかに実用的で正確で安価です。
どう考えても分からないときは、まずは可能な範囲で実験する事が最も早道で正確だと思います。