加温ﾀﾝｸから空気中への熱伝達と損失電力への換算

Question

加温ﾀﾝｸから空気中へ逃げる熱量と、それを電力換算したときの損失を考えたいですが、考え方が合っているか分かりません。教えてください。

ﾀﾝｸ壁温と外気の差は　Δt=17.5℃
ﾀﾝｸ壁総面積は　A=7.4?
ﾀﾝｸ壁から空気への熱伝達率　12W/?・K
ﾀﾝｸ壁材質はSUS304
移動する熱量は Ｑ=A*h*Δt で 1554W

ここで、熱伝達率がよく分かっておりません。一般的に室内での熱伝達率は 9W/?・Kという記事から、工場内なので対流が多少あるとして12W/?・Kで考えました。
この一般的な熱伝達率という概念が分かる方、その根拠が知りたいです。
間違っていれば指摘ください。

そしてここから損失電力として換算しました。
求めた熱量は 1sec当たりなので、1日（24時間）に直すと．．．

電力　1554W×3600sec×24Hr=134265.6kW

相当な電力値が出るのですが、合っているのでしょうか？
文献等見ながら算出してみましたが、こちらも教えてください。

Accepted Answer

電力　1554W×3600sec×24Hr=134265.6kW　すごい値になってしまいましたね。

1554W＝1.554kW　1.554kW×24h＝37.3kWhではありませんか。
電力単価を\22/kWhと仮定すると，１日821円ほどのようです。

なお，熱伝達率12W/?・Kの内訳は，約50%が放射（輻射），残りの約50%が
対流によるものです。

放射の成分は，ステファンボルツマンの法則に従い，絶対温度の４乗と放射率
に比例して熱エネルギーが放射するもので，きれいな物理法則に従います。

残りの対流については，流体工学の理論に基づき，実験的に常数を決めたよう
な内容です。

計算過程を示している例（以下のURL）を紹介します。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3793868.html

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。

例：　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

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

上記URLの下の方のメニューから■ 熱の計算：を選んで，
温度上昇計算を選択すれば，放射と対流の両者を合わせて計算してくれます。

放射率の値は入力されていませんから，そのまま（放射率＝０のまま）計算す
ると対流だけの計算値になります。

対流による熱伝達はデフォルトとして７W/m2Kが入力されています。通常は
この値を使えばいいと思いますが，この値をゼロにして，放射率を物性に
応じた有限値（一般的な有機物なら０．９程度）を代入しておけば，
放射だけによる放熱も計算できます。

１ワットは，単位時間１秒あたり，１ジュールの仕事を表す仕事率です。

熱伝達率は、1m^2の面積から，周囲と物体の表面との温度差１Ｋあたり，
１秒間に何ワット放熱（熱伝達）するかを表す係数です。

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ご質問の中の｢ 電力　1554W×3600sec×24Hr=134265.6kW 」の表記は
右辺と左辺で単位があっていません。正確に書けば，電力は電力量であり
右辺の単位はｋＷｓ（キロワット・セカンド）です。

電力量　1554W×3600sec×24Hr=134265.6kWs　と書けば正解です。

一般に，電気の取引単位は，ｋＷｓではなく，キロワット時ｋＷｈです。

３６００ｋＷｓ＝１ｋＷｈ　ですから，

134265.6kWs ＝　37.3kWh　です。　　疑問は解けましたか？

Answer

回答(1)に添付した資料「伝熱計算2」の(2)対流による熱伝達率計算式から
求めてみて下さい。例えば上向き平面，温度差Δθ＝20℃，風速Ｗｉ＝1ｍ/ｓ
とするとα＝13.6 W/?・Kと求まります。

Answer

タンク壁の厚み(熱伝導)を考慮した熱通過率を用いた方が正確ですが，薄板
であれば提示の計算でもよいと思います。参考になりそうなサイトを紹介し
ておきます。

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