真空断熱容器　熱計算

Question

真空断熱容器の熱計算について

液体窒素を入れた真空断熱容器の時間経過による温度変化の計算をしたいです。
真空断熱容器には軸が通っているので、軸からの伝熱も考慮しなければ成りません。
このような色々な条件がある時の熱計算の方法について知りたいです。

参考になるサイトなどがありましたら、教えてくださると嬉しいです。

Accepted Answer

熱計算に関しては、参考URLの八光電機の情報が有用と思います。
熱の伝わり方には、「伝導」「放射」「対流」があります。
真空断熱すれば、「対流」による熱伝達は起こりませんから、一番難しい対流に関する計算は不要です。
「伝導」による熱伝達は、固体を介して熱の伝わる経路をモデル化すれば容易に計算できますから、ご自身で現物の寸法・形状などに基づいて対応すればよさそうに思います。
難物は、「放射」の取り扱いです。放射について物理的な取り扱いは、シュテファンーボルツマンの法則に従うとすればいいだけなのですが、放射率の見積りが難題です。真空断熱容器には、アルミ蒸着を施して反射率を上げる（＝放射率を下げる）処理が施されると思いますが、この放射率をどのように見積もるかが課題です。液体窒素の温度における波長に対応した反射率や放射率を的確に測定できればいいのですが、実測は難しく、推測することになる場合が多いと思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%86%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%B3%EF%BC%9D%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%84%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

現実には、現物の温度変化データから、放射率を推測するような状況になりそうに思います。

知的好奇心で物理的な真理を探究することは素晴らしいことですが、現実には液体窒素用のデューワー瓶を扱うメーカーのサポートを受けた方がよさそうに思います。

Answer

詳しい技術はたぶんノウハウ事項だと思います。
https://www.jsrae.or.jp/annai/yougo/138.html

内容量あたりの表面積を減らす
断熱効率を上げて熱伝導を減らす
反射コーティングなどで熱放射の侵入を減らす

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