伝熱による物体の温度変化について質問いたします
物体の伝熱について質問させていただきます。
添えつけの画像に示すような2種類の材料を以下の条件で冷却した場合の温度変化についての計算方法を教えてください。
計算したい材料の形状は、
(1)幅400mm×高さ50mm、長さ1m の平板。
(2)幅400mm×高さ50mm、肉厚5mmで、長さは1m の平たい角パイプ。
この材料の幅広の両面にエアをあてて冷却したいと考えております。
条件としては以下のようなものを想定しています。
材料はアルミニウム合金
材料の初期温度 520℃
材料の密度 2700 kg/m^3
材料の比熱 1050 J/(kg・K)
冷却エアの温度 17 ℃
冷却エアの流速 20 m/sec
このとき、この材料が300℃まで冷却されるまでに必要な時間は、どのように計算すればよいのでしょうか?
また、もしその時間が60secを超えるようであれば、風速はどの程度まで大きくする必要があるのでしょうか?
いくつかの教科書を見てみたのですが、熱伝達率を計算するために必要なヌッセルト数などの式はいろいろな状況に合わせて多くの式が提案されているようで、混乱してしまっています。
計算に必要な諸条件がまだ足りない場合には、その旨ご指摘ください。
おおよそのイメージを付けるためですので、大まかな計算で構いません。
何卒よろしくお願いいたします。
お礼
文章が子供っぽかったですか?一応社会人です。 構造物について勉強中です。鋼桁の伸びを知りたかったもので。。 丁寧に説明していただきありがとうございました。感謝いたします。