排気ダクトの放熱量計算

2009/03/19 19:20

このQ&Aのポイント

1mのφ100のアルミダクトの表面温度80℃で室内にあり、室内温度は20℃です。無風の室内ではなく、0.5m/sほどの風速があります。この時のアルミダクトからの放熱量はどのように計算したらいいでしょうか？
過去の投稿から検索してみると、熱量の計算には以下の式が使われています。Q＝α×S×ΔTという式です。Qは熱量（W）、αは熱伝達率（W/m2･K）、Sは表面積（m2）、ΔTは温度差（K）です。この式に当てはめて計算すれば良いですよ。
質問のアルミダクトの放熱量を計算する方法ですが、過去の投稿から見つかった式を使うと良いです。式はQ＝α×S×ΔTです。Qは熱量（W）、αは熱伝達率（W/m2･K）、Sは表面積（m2）、ΔTは温度差（K）です。この式に値を代入して計算すれば、アルミダクトの放熱量が求められます。

noname#230358

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noname#230359

2009/03/22 12:53 回答No.2

ご質問の趣旨は，定常的な風速がある場合において，無風状態と同様に熱伝達率を使った式で放熱量を計算して良いかということと思います。答えは，「熱伝達率を使った式で放熱量を計算して良い。」です。ただし，熱伝達率の値を，風速を考慮した値に置き換えて計算することが必要です。ご質問のケースで熱伝達率は，　無風状態で　　　　　　　６．０　Ｗ／ｍ2Ｋ　程度　０．５ｍ／ｓでは，　　　７．７　Ｗ／ｍ2Ｋ　　１．０ｍ／ｓ　　　　　　１１．７Ｗ／ｍ2Ｋ　２．０ｍ／ｓ　　　　　　１７．７Ｗ／ｍ2Ｋ　　　５．０ｍ／ｓ　　　　　　３１　　Ｗ／ｍ2Ｋ　　１０　ｍ／ｓ　　　　　　４６　　Ｗ／ｍ2Ｋ　程度のようです。上記の値は対流による放熱量であり，このほかに放射による熱伝達が最大７．７Ｗ／ｍ2Ｋ程度加算できる可能性があります。放射による熱伝達は，風速に関係せず一定値です。ただし放射率ダクトの放射率の影響を受けます。最大値は，放射率が１の場合です。ダクト表面が金属光沢があれば，放射率は０．１でしょうから，放射による熱伝達は１Ｗ／ｍ2Ｋ程度になると思います。　吉田駿著　伝熱学の基礎　理工学社　1999初版　　　　　　　　　　　　第３章　対流熱伝達　を参照しました　　 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3793868.html 私の回答では，計算の過程を省略して風速に対する熱伝達率の数値のみを記載しましたが，計算過程を示している例がありましたので紹介します。文面だけでは理解が難しいと思いますので，信頼できる参考書をお手許に備えておくことをお勧めします。最初の文章がおかしかったので修正させてください＞放射による熱伝達は，風速に関係せず一定値です。ただし放射率ダクトの放射＞率の影響を受けます。最大値は，放射率が１の場合です。ダクト表面が金属光＞沢があれば，放射率は０．１でしょうから，放射による熱伝達は１Ｗ／ｍ2Ｋ＞程度になると思います。放射による熱伝達は，風速に関係せず一定値です。ただしダクトの表面の放射率の影響を受けます。最大値は，放射率が１の場合です。ダクト表面が金属光沢があれば，放射率はおよそ０．１程度でしょうから，放射による熱伝達の増加は１Ｗ／ｍ2Ｋ程度にとどまると思います。

参考URL：: http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/index2.htm

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noname#230359

2009/03/20 09:05 回答No.1

管の肉厚による熱伝導や内面の熱伝達が無視できれば提示の式でよいですが，厳密には提示のαは熱伝達率ではなく，ダクトの肉厚部の熱伝導率を含んだ熱通過率で考えるべきだと思います。またダクトの表面温度80℃は一様な温度ですか？温度勾配はありませんか？もし勾配があるなら，想定温度差に対し，微少長さあたりで算出した熱量を全長に亘って積分して求めることができます。管からの放散熱量に関する一般式を示したURLを下記しておきます。「掲載ページ」の該当項目をクリックすると代入計算もできます。