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熱計算に関する質問
- 熱計算に関する質問があります。タイトルは「熱計算についての質問」としました。
- 質問文章には、熱量の選定に関する悩みがあります。具体的には、コーヒーの焙煎にどのバーナーを選ぶべきか迷っています。
- また、熱風と輻射熱の効率についても疑問を持っています。熱源温度の影響についても知りたいです。
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推測ですが、 ＊ 300℃の熱風にする箇所の熱吸収と伝達効率が良くない ☆ ガスバーナーは、直接、熱風用パイプを炎で加熱 パイプの温度は、300℃よりずっと高く、短時間で 常温⇒300℃熱風が作り出される ※ 赤外線バーナーは、発熱部から赤外線放射⇒空気層経由 ⇒熱風用パイプを赤外線で加熱で、効率が悪い パイプの温度は、同じワット数なら300℃より少し高目 （効率が悪いので）なので、長時間で常温⇒300℃熱風が 作り出される（長時間は、90秒をオーバーする事もある） となっているのでは？
コーヒーを飲むのは好きなのですが，何せ焙煎なんてしたことがないため，簡単・単純な仮定を立てて議論することにします。この仮定が正しい保障はありませんので，あくまでも参考として。 ・焙煎器のパワー：W ・焙煎に掛かる時間：t ・コーヒーを焙煎するために必要な温度上昇：?T ・コーヒー豆の比熱：C（定数) ・コーヒー豆の全質量：m とし，コーヒー豆からの熱放散を無視すると，以下の関係式が成立します。 Wt = mC?T ・・・(1) しかし，(1)は焙煎器のパワーが全てコーヒー豆に供給される場合。実際はその周りの容器等にも供給され，全パワーがコーヒー豆に供給されるわけではありません。これより(1)は， ηWt = mC?T ・・・(2) になります。ここで，ηを熱効率と呼ぶことにします。今の条件ではm=1kgなので，焙煎に必要な温度について整理すると，(2)から， ?T = ηWt / C ・・・(3) Cはコーヒー豆特有のもので定数ですから，?Tは熱効率，焙煎器パワー，および時間で決定されます。したがって，(a)熱効率が良い，(b)焙煎器のパワー大，(c)加熱時間が長い のどれかまたは複合で焙煎が達成されることになります。 つまり，ガスバーナーよりも赤外線バーナーの方がパワーが大きいとしても，赤外線の熱効率がガスよりも悪ければ，焙煎ができない可能性は十分にあり得ますし，また加熱時間を延ばしてやればできる可能性もあるということです。 ガスでは1.5kWでも1kgの焙煎ができたが，電気式では5.5kWもあるのに1.2kgしか焙煎できないということにも，熱効率の関係が現れているのかも知れません。
お礼
有難う御座います
明確な回答ではないので恐縮ですが、調べるときのヒントになればと思い回答します。 １）ガス消費カロリー 「ガスバーナー1.5kW、赤外線バーナー2.5kW」は単位時間当たりのガス消費ではないでしょうか。 単位はおそらくkW/hだとではないでしょうか。 ２）加熱効率 コーヒーをいるための容器材質の赤外線吸収効率が低かったり 表面粗さが鏡面に近いという場合には燃料食う割にはガスパーナー直加熱よりも 加熱効率は悪いように思います。
お礼
有難うございます 参考にしてみます。
お礼
いつも貴重なご意見有難うございます。 赤外線バーナーは輻射熱を直接照射します 輻射熱のみと熱風ではやはり熱風の方が効率的なんでしょうか？ 最近の傾向としては赤外線バーナーにブロアーでブラスト燃焼 させ熱風を当てるを良く見かけます。