熱移動の問題について質問があります。

質問

熱移動の問題について質問があります。
私の大学で出た問題で以下の問題がありました。

1.外部への放熱量を測定したところ、1000Wm^(-2)である、絶縁体厚さlを求めよ。
2.絶縁体から外部への熱移動における熱伝達係数hはいくらか単位を明記して求めよ。
3.この伝熱現象には二つの機構が関係しているがそれらの違いを明確にせよ。

条件↓-----------------

炉｜れんが｜絶縁体｜外部

炉表面(炉とレンガの境)800℃、れんがと絶縁体の境はT℃、絶縁体表面(絶縁体と外部の境)20℃、絶縁体から十分はなれた外部10℃

れんが幅:15cm　絶縁体幅:l
れんがの熱伝導度1.0 絶縁体の熱伝導度0.12 W(mK)^(-1)

------------------

このような問題を出されたのですが、教科書を無くしてしまって解けません。
私自身理解力が無くて特に熱の問題が苦手なので、問題を通して分かりやすく解説していただけるとありがたいです。
farkの法則？のようなものを使うということは分かるのですが、名前を知っているだけで無知に近いですので、本当にざっくりした表現でいいので教えてください。

回答No.1

ninoue · ベストアンサー

出来るだけどのような条件でサーチしたら求める情報が得られるか考えて、自分で解決出来る力を付けるように努力して下さい。

今回の場合、次のようにサーチすれば一般的な情報は得られると思います。

伝熱工学　熱伝導度　解説

例えは次が参考になると思います。

[PDF]　伝熱工学講義ノート (第 4 版)
http://www.sit.ac.jp/user/konishi/JPN/Lecture/HeatTransfer/HeatTransfer_4thAll.pdf

まず、レンガの幅と熱伝導度と伝熱量(=放熱量=1000Wm^(-2))が分っていますから、レンガと絶縁体の境の温度:T℃が分ります。

次に同じく絶縁体表面温度:T℃と20℃と伝熱量から絶縁体幅が分ります。
いずれも単純な一次式で求められます。

3.に関しては伝熱工学講義ノート等に解説されていると思われますので調べて下さい。

補足

ありがとうございます！
自分なりに計算してみました。
1000=1.0*(800-T)/0.15より、T=650℃

1000=0.12*(650-20)/l
より、l=7.6cm

1000=hS(20-10)

より、S=1としてh=100 W(Km^4)^(-1)

となりました。
計算に自信がないのですが、これでだいじょうぶでしょうか？

回答No.2

ninoue

T=650℃, l=7.6cm　は正しいようです。

h=100 W(Km^4)^(-1)
は数値としては良いのですが、単位が違っているようです。

4.1 熱伝達率
熱伝達の式を参照下さい。

お礼

丁寧な解説と答えの確認、ありがとうございました！
その他については自分で調べますね！