タンク加熱について

Question

清水容量8m^3（2mx2mx2m)のｔ9鋼製タンク25mm断熱材保温付を電気加熱器で加熱する場合、加熱器は底近くに設置、温調センサ－は加熱器近くに設置70℃set、昇温20→70℃で8ｈで加熱できれば良いと考えて25ｋｗ（放熱は無視）の設備を計画していますが、実際加熱した場合にタンク上部と下部の温度差はどの位になるのでしょうか？
上部は温度高くなり下部は低くなるのでしょうが、温度差による対流も発生しある程度かき回され上部100℃、下部20℃のような極端な温度差にはならないのではないかと思うのですが、温調で加熱停止した時（8Ｈ？）、できれば途中（4Ｈ）の温度差、が知りたいのですが
放熱等を無視すれば計算でもとめられますでしょうか？詳しい人　よろしくお願い致します。

Accepted Answer

熱計算プログラム 
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/wattage-calculation-program/
81kWになったけど？

問題は加熱時間８時間が絶対条件なのか？
例えば、加熱時間は掛かったとしても７０℃になればそれで良いのか？
７０度保温するだけの容量なら１０ｋｗも要らないかも？

温度のバラツキは熱伝導率の計算である程度は出来るけど
https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01040.htm
その場合は対流しない場合しかない
自然対流する場合の温度バラツキの計算事例は見つかりませんでした
https://www.cybernet.co.jp/ansys/case/lesson/005.html
http://www.akl.co.jp/training/basic/2_1/
まぁ、普通は問答無用で撹拌機でかき回しちゃうからね

撹拌機を取付できない理由でも？　＜大抵は御予算ですが
https://www.monotaro.com/g/00410792/
たった１０万円ケチるか？

Answer

水の比熱は、4200 J/kg℃程度なので、20→70℃に昇温させるために必要なエネルギーは、
 　4200 J/kg℃ × 8000 kg ×(70－20℃)＝1680 MJ
タンク表面から逃げる熱エネルギーを無視すれば、8h＝28800sで温度を上げるために
必要なパワーは、1680 MJ ÷ 28800s＝58.3 kWと求められます。

25 kWのヒーターでは、ご所望の温度上昇はできないと思います。

上層／下層の温度差は、過度の心配は必要ないと思いますが、ご専門の方のコメントを期待したいと思います。

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