本文へ移動
サポートシェアリングソリューション
OKWAVE Plus

このQ&Aは役に立ちましたか?

締切済み

加圧時の温度

2012/09/13 08:36

いつもお世話になっています。

φ245x189.5mmの密閉のSUS製の容器の中に
□100mmの大きさのヒータブロック(加熱元)
を取り付けた設備を設計しました。

ヒータブロック(以下HB)を加熱させると
大気圧状態では、設定温度に対し
HB温度は設定通りになりますが
容器の中に空気を加圧させて
0.5MPaすると、温度が下がります。
10℃以上下がり
それ以上上昇もしません。

なぜでしょうか?

勉強不足のため
原理がわかりません。

どなたかアドバイスをお願いします。

回答 (7件中 1~5件目)

2012/09/14 00:13
回答No.7

熱計算
http://www.nippon-heater.co.jp/material/calculation/calculation.html
1基本式 :熱量=比熱×(密度×体積)×温度差Δt

熱計算:例題2 空気加熱
これの空気圧力と密度と比熱を加圧後の値に補正して計算


尚、手計算が面倒なら↓に自動計算してくれる
http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/index2.htm

このQ&Aは役に立ちましたか?

この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する
2012/09/13 20:09
回答No.6

(5)さんが言われるように、熱バランスで温度が決まります。
圧力が上昇すれば密度が上昇し、比熱も若干上昇するので、(4)さんが言われるように熱容量増加と圧力Upのため低温の空気が混ざれば温度が下がると思います。
ここで、気になるのはブロックの温度が一定なるように温度制御していると思いますが、圧力上昇に伴って、空気の密度が増加し熱容量の増加、熱伝導率が増加するので、ヒータの容量が小さいと、逃げる熱量が大きくなると、ヒータを最大で加熱しても、温度が下がると思います。
(1)さんの指摘のように、電力がどのように変化しているのか、またヒータとブロックの温度センサーの位置関係が気になります。
ヒータの容量が小さいので、圧力上昇伴って熱容量増加、熱伝達率上昇で温度が下がったと思いますが。
 電力の測定をし、ヒータ電力が目一杯になっていないか確認してみて下さい。

2012/09/13 15:23
回答No.5

温度が下がるのは、回答(4)さんが妥当かと思います。

温度が上がらないのは、熱収支がバランスしているから。
加圧側コンプレッサとの接続はどうなっているか?
加圧後 遮断、密閉されているのかどうか。

下がった温度は常温に対しどうなのか確認ください。

2012/09/13 14:28
回答No.4

>容器の中に空気を加圧させて0.5MPaすると、温度が下がります。

常温の圧縮空気を吹込んで圧を増せば、既に加熱していた分との加重平均になり温度は下がります。
   << ピストンのように密封し中の空気だけを圧縮すれば温度は上がる(断熱圧縮)>>

>10℃以上下がりそれ以上上昇もしません。

加熱し続けて全く上昇しないということは有り得ず、表現の問題かと

加熱しているが能力が不足して、逃げる熱に追いつかずと釣り合った飽和状態。極端に加熱能力が弱ければ、10℃以上下がってから釣り合うことも考えられる。
圧が上がるほど熱容量が増すのと熱を伝えやすくなる(放熱しやすい)

しかし加熱をやめるとゆっくり室温にまで下がる。

2012/09/13 10:29
回答No.3

大気中の水分が影響していると考えます。

空気中の水分が蒸気に変わった時に、気化熱を周りから奪う。

夏に打ち水をした時に、周りが数℃冷えることと同じです。

気化熱 > ヒータブロック(加熱元)になった10℃以上下がったと考えます。

また、温度が上場しないのは、0.5MPaの水分/蒸気の状態にもよります。

水は大気圧では100℃で沸騰、富士山等の気圧が低い場所では100℃を下回っても沸騰。

逆に、圧力の高い場所では100℃を上回っても沸騰なので、10℃以上下がった温度が、0.5MPaの

沸点かな?空気中の水分が全て蒸気になったら、また上昇するかもしれません。

また、蒸気の乾き度で、潜熱が生まれるので、蒸気の蓄熱の方にヒータブロックの

熱エネルギーが行ってて、温度上昇の方へ熱エネルギーが行っている条件下なのか?

以上のように、推測します。

0.5MPaの水の蒸気圧は、150℃余りなので、その温度であれば、気化熱です。

そうだね。
常温の体積4倍の空気を入れる(0.5MPaにする)と、温度は下がるよな。

お礼をおくりました

さらに、この回答をベストアンサーに選びますか?

ベストアンサーを選ぶと質問が締切られます。
なおベストアンサーを選びなおすことはできません。