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1 気体の各種熱率の定義と関係 : inetics 内容 各種基本量 基本式 inetic heory of olecule 単位面積あたりの壁との衝突回数 :iple odel 熱伝導率 (heral Conductivity) 粘性率 (scosity) と動粘性率 (ineaticscosity) 粘性率と熱伝導率の関係 気体の内部エネルギ (E), 定積比熱 (Cv), 定圧比熱 (Cp), 自由度 (f) と kv について 振動エネルギの定積比熱への寄与と温度の関係 熱拡散率 = 温度伝導度 = 温度伝導率 (heral Diffusivity) 熱伝導率と熱拡散率と拡散 プラントル数 (randtlnuber) 各種量関係のまとめ次ページに続く ( 株 ) 北川統合技術研究所 [UEA Corporation] Copyright (c) UEA Corporation 009. All ights eserved 0B680 Aとの違い :g kg ec 内容 ( 前ページより ) 実測値と計算値の比較 (at at, 00) 熱伝導率 (heral Conductivity) と熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient) とサーマルコンタ クタンス (heral Conductance) の区分 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり : 無限平板 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり : 無限円柱 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり :Nusselt Nuber, ayleigh Nuber ヌッセルト数 (NusseltNuber) とレイリー数 (ayleigh Nuber) レイノルズ数 (eynolds nuber) 粘性流 (scous Flow) と分子流 (olecular Flow) クヌーセン数 (nudsen Nuber) 十分に低圧気体の時の熱伝達 ( 分子流 ):iple odel 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient:HC) のガス圧による変化 何故熱伝達率 (HC) は と 両方に Depend しないのか? END 内容 ( 一覧 ) 各種基本量 基本式 inetic heory of olecule 単位面積あたりの壁との衝突回数 :iple odel 熱伝導率 (heral Conductivity) 粘性率 (scosity) と動粘性率 (ineaticscosity) 粘性率と熱伝導率の関係 気体の内部エネルギ (E), 定積比熱 (Cv), 定圧比熱 (Cp), 自由度 (f) と kv について 振動エネルギの定積比熱への寄与と温度の関係 熱拡散率 = 温度伝導度 = 温度伝導率 (heral Diffusivity) 熱伝導率と熱拡散率と拡散 プラントル数 (randtlnuber) 各種量関係のまとめ 実測値と計算値の比較 (at at, 00) 熱伝導率 (heral Conductivity) と熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient) とサーマルコンタ クタンス (heral Conductance) の区分 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり : 無限平板 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり : 無限円柱 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり :NusseltNuber, ayleigh Nuber ヌッセルト数 (NusseltNuber) とレイリー数 (ayleigh Nuber) レイノルズ数 (eynolds nuber) 粘性流 (scous Flow) と分子流 (olecular Flow) クヌーセン数 (nudsen Nuber) 十分に低圧気体の時の熱伝達 ( 分子流 ):iple odel 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient:HC) のガス圧による変化 何故熱伝達率 (HC) は と 両方に Depend しないのか? 各種基本量 基本式 NA 6.00 [ 個 ol] : アボガドロ数 k.80 [ ] : ボルツマン定数 7 u.660 [ kg] : 単位原子量の質量 陽子 中性子 個の質量 NAu 0 [ kg ol] k NAk0 84[ kg] :Universal Constant u kg [ ] u : 一個の原子分子の質量 : 分子量 k N[ 個 ] k, n 個 k, kg [ ] [ kg ], nol [ ]( 0 ) C[ kg], C [ ol] NAk C 0 C [ ol] [ kg ] C [ ] kg [ ol] C C[ g ] ( k ),, C k [ ] [ cal c] 4.0 [ kcal h].64[ ] [ ol] 0 [ kg], [ g] 0 [ ol] [ N] kg [ ] kg f C i sinh( ) f: 原子分子の自由度 : 単原子分子 ( He, Xe) : 直線状分子 ( H, N, CO) 6: 非直線状分子 ( HOF, ) : 振動特性温度 6 4 各種物理量のまとめ ( 基本は平均速度 v 平均自由行程 = v のみ ) k 平均自由行程 : l ( d ) N ( d ) 8 k 平均速さ : v here ここでは v v を用いる vx vy vz v, vx v v X k ( d ) k k ( d ) ( d ) k k C k ( d ) ( d ) k [ aec] 6( d ) k [ ] C 6 ( d ) C D [ ec] k k C C 6( )( d ) 6 ( d ) 統計力学関連の式は実測データの /~ で合えば O である マクロ的物理量の粘性率 (η), 熱伝導率 (), 熱拡散率 (D) は相互に関係する : 単原子分子 ( He, Xe ) : それ以外 ( H, N, CO, HOF, ) 6 inetic heory of olecule ( v ) N u v N un Nk where v, uk v k 一自由度当たり kのエネルギを持つ 衝突頻度 : 気体原子分子 個が単位時間に他の原子分子と衝突する回数 v ( d ) k z[ 回 ] 6 where v, l l k ( d ) 入射頻度 : 気体原子分子が の壁面に 秒間に衝突する回数 Z[ 回 ] k 6

2 単位面積あたりの壁との衝突回数 Z[ 回 /^]:iple odel, : 面積 l l Nk N :と平均自由行程内に有る分子数 k l: 壁方向に向かう分子の数はその6 6 k l l []: 分子が全てl に有り 速さv で移動する分子が壁衝突までにかかる時間 v v l 6 k l v v : 面積 に分子が単位時間に衝突する回数 l 6kl k k v 回 [ ] k Z 注 ) Z k l[ ] : 平均自由行程 ( d ) v : 平均速さ が良く記載されている 違いは平均速さの取り方と単純化による k 7 気体の熱伝導率 ( 基本量 ) (heral Conductivity[/]):,λ,κ [ ] Deff : [ ] [ ] [ ] l [ ] k [ ] 6 d k.8 0 [ ], 84[ ] d [ ]: 原子 分子の直径 (not 半径 ) : 原子量 分子量 [ ]: 温度 注 ) 圧力によらない 温度の平方根に比例 kg Fourier s aw of Conduction f C i sinh( ) f: 原子分子の自由度 : 単原子分子 ( He, Xe) : 直線状分子 ( H, N, CO) 注 ) 振動特性温度が高ければ常温に於いて振動項は無視出来る (HOは振動特性温度が高いため振動項は無視可) COは低い振動特性温度を持つため 室温でも振動項の考慮が必要 注 ) 圧力によらない 重たい原子分子の方が熱伝導率は小さい an der aals radius の 倍を直径に採用すると He 以外は良く合う Golay Cell には He,H よりも Xe,F6 の方が性能は良い 気体の原子 分子の直径は ~0.n 程度 6: 非直線状分子 ( HOF, ) : 振動特性温度 6 8 気体の粘性率 = 粘性係数 = 粘度 ( 基本量 ) (scosity, or Coefficient of scosity, or Dynaic scosity[a ec]):η,μ [(poise)=0. aec, c(centipoise)=0^- aec, u(icropoise)=0^-7 aec] du [ ] Deff: [ a] [ a] dy [ ] k [ a] 6d [0] : 気体の分子量 [ ] d[ ] : 温度 注 ) 圧力によらない 温度の平方根に比例 : 気体原子分子の直径 (not 半径 ) Newton s aw of scosity N kg a a0g c 粘性率と熱伝導率の関係 [ a] Chapanの関係式 [ ] k C [ a] k C v l 気体の動粘性率 ( 誘導量 ) (ineatic scosity[^/ec]):ν [t (stokes)=0^-4 ^/ec, ct(centitokes)=0^-6 ^/ec] [ ] [a] [kg ] 9 : 単原子分子 ( He, Xe ) : それ以外 ( H, N, CO, HOF, ) 6 0 気体の内部エネルギ (E), 定積比熱 (Cv), 定圧比熱 (Cp), 自由度 (f) と kv について f E[ kg] i (exp ) de f C [ ] kg d i sinh( ) f [ ] C kg C i sinh( ) X,Y,Z の直線運動成分 振動エネルギ成分 回転運動成分 f (0 or or ) 注 ) 回転特性温度 ( 数 ) 以上で成立 f C i sinh( ) f: 原子分子の自由度 : 単原子分子 ( He, Xe) : 直線状分子 ( H, N, CO) 6: 非直線状分子 ( HO, F) : 振動特性温度 6 原子分子 個当たりの比熱 c [ 個 ] Cu kk 振動エネルギの定積比熱への寄与と温度の関係 () sinh( ) =θv =θv/7 % 気体温度が振動特性温度になると9 割以上のエネルギが寄与し その/7の温度では殆ど寄与しない

3 振動エネルギと温度の関係 () 参考 :atheatics sinh( ),000 d d (exp ) (exp( ) ) ( ) exp( ) exp( ) exp( ) sinh( ) where exp( x) exp( x) sinh( x) [ ] 気体温度が振動特性温度になると9 割以上のエネルギが寄与し その/7の温度では殆ど寄与しない 4 気体の熱拡散率 = 温度伝導度 = 温度伝導率 ( 誘導量 ) (heral Diffusivity[^/]):D,α,a,κ Deff : N[ 個 ] D [ ] D [ ] [ ] [ kg ] C[ kg] dn [ ] k k k [ 個 ] Fick s aw of Diffusion 熱伝導率と熱拡散率と拡散 (): 温度伝導率の言われ 熱伝導率定常状態 d[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 熱拡散率 = 温度伝導率 6( ) ( d ) 参考 非定常状態 ( 時間 dtにdの熱が入る ) +d [ ] C 比較 d d ( ) Cd ddt dt C k k [ d d d +d gas ] ( d ) ( ) dt C C 6 d d d C[ kg] D where D dt C : 単原子分子 ( He, Xe ) C[ kg] ( ) : それ以外 ( H 温度伝導率, N, CO, HO, F6 ) 6 gas +d 熱伝導率と熱拡散率と拡散 (): 拡散と熱拡散の定性的説明 拡散 : 通常 異種の粒子に空間分布が存在する時 一様になろうとして粒子が移動する 例 : 同じ圧力 温度の種類が異なる気体の仕切板を取り外す 時間がたてば一様になる N, n k kg [ 個 ], [ ] O, 粒子密度 (n) は同じ 密度 (ρ) は異なる 自己熱拡散 : 定圧で温度分布が存在するとき 密度が異なり一様な密度になろうとする 即ち温度が一様になろうとする 即ち熱伝導が起きる 例 : 同じ圧力で温度の異なる同種の気体の仕切板を取り外す 時間がたてば一様になる N, n k kg [ 個 ], [ ] N,+Δ 断熱壁 断熱壁 粒子密度 (n) も密度 (ρ) も異なる 7 熱伝導率と熱拡散率と拡散 (): 拡散と熱拡散の定量的説明 拡散 : 通常 異種の粒子に空間分布が存在する時 一様になろうとして粒子が移動する 自己熱拡散 : 定圧で温度分布が存在するとき 密度が異なり一様な密度になろうとする 即ち温度が一様になろうとする 即ち熱伝導が起きる n+dn n gas +d n n [ ] N[ 個 ]( u)[ kgc ] [ kg ] [ ] [ ] d dn d dn d dn nd N[ 個 ] k n[ 個 ] k 0 n n dl dl d dn [ ] N[ 個 ] D dn d nd d NuC D uc D uc DC 8 or n n n x

4 気体のプラントル数 ( 誘導量 ) (randtl Nuber[0]):r [ ] C[ kg] [ a] r[0] D [ ] [ ] [ a] [ ] C v l C C r k C : 単原子分子 ( He, Xe ) : それ以外 ( H, N, CO, H O, F ) 6 粘性率 (scosity) 熱伝導率 (heral Conductivity) 9 各種量関係のまとめ [ a] [ ] k C [ a] k C v l D [ ] [ ] [ kg ] C[ kg] C [ ] C[ kg] [ a] r[0] D [ ] [ ] C C r k C : 単原子分子 ( He, Xe ) : それ以外 ( H, N, CO, HOF, ) 6 粘性率 (scosity) 熱伝導率 (heral Conductivity) 熱拡散率 (heral Diffusivity) プラントル数 (randtl Nuber) 0 実測値と計算値の比較 (at at, 00) 原子分子熱伝導率粘性率比熱 [p] [/] [aec] [/kg] r 数 [0] 例 : 個の原子分子の占める体積と平均自由行程 (00,at) He Ar H N O CO Xe F6 d 直径分子量 実測計算. 0^ ^-.76 0^-.9 0^-.8 0^-.74 0^-.6 0^-.79 0^-.67 0^-.7 0^-.6 0^-. 0^-.6 0^ ^-.4 0^-.8 0^- 実測計算.0 0^- 6. 0^-6.9 0^-. 0^ ^ ^ ^-.88 0^- 0^-. 0^-.7 0^-.7 0^-. 0^-.09 0^-. 0^-. 0^- Cv Cp,8,96 0 0,90 4, v=0.4 実測計算 k [ 個 ] 40 [ ]. n N 0 k 立方 l[ ] 97n ( d ).4 (00 ) 0 l ( k) ( k) k ( ) k 原子 分子の直径 :0p d ( d ) (.80 00) 4.0 常温常圧での体積比 6 0 (.4) (00 ) 0 (.80 00) 0.98 常温 0 気圧での体積比 6 (.4) (00 ) (00 ) k 圧力 :0 気圧 k l : 常温常圧 常温 :00 l : 常温で0 気圧 : 液体 に近くなる 常温常圧で 個の原子分子が占める体積 常温常圧での平均自由行程 He 以外は概ね合っている d:an der aals 熱伝導率 (heral Conductivity) 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient) サーマルコンタ クタンス (heral Conductance) の区分 熱伝導率 (heral Conductivity) 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient) サーマルコンタ クタンス (heral Conductance) の区分 熱伝導率 : 物理的基本量 一様な単一の物質内での熱移動に用いる 主にに使用 流体の時は静止している時に用いる ( 重力場下では温度差があれば気体は対流を伴うので気体の熱伝導率の測定に注意が必要 ) [ ] [ ] [ ] [ ] l [ ] 熱伝達率 :α,hc 工学的量 熱交換器等に適用される 異なる相間( と気体 と液体等 ) での熱移動に用いる 境界の厚さ 及び温度分布が不明で 問題にしなくて良い時に用いる 流体が移動している時に用いる [ ] [ ] [ ] [ ] 気体液体 ( 静止 ) 気体液体 ( 移動 ) l Δ Δ 外界 外界 サーマルコンダクタンス :Gc ある孤立系の温度は一様とし それと外界との熱の移動に用いる [ ] G [ ] [ ] C 気体液体 etc 孤立系 Δ 4 外界 4

5 日本語 熱伝導率 熱伝達率 サーマル コンダクタンス 熱伝導率 (heral Conductivity) 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient) サーマルコンタ クタンス (heral Conductance) の区分 英語 heral Conductivity Heat Conductivity Heat ransfer Coefficient heral Adittance heral Conductance 単位 / /^ / 日本語 英語 heral esistivity heral Insulance heral esistance 単位 / ^/ / 右欄は左欄の逆数を示す 熱伝導率 (heral Conductivity) 熱伝達率(Heat ransfer Coefficient) 等 +Δ 流体 流体 α α [ ] [ ] [ ] [ ] l [ ] [ ] 6 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり (): 無限平板 olid :s[] z Cell q[/^] olid :s[] d [ ] [ ] 0 q d [ ] ガスセルを取り囲む壁に移動する熱量 q q q ( x) x (0) [ ]( ) q x 無限平板 Z 方向は一様 定常解 q[/^]:heat Generation []:Half Cell ength [^]:Unit Area ( ) [/]:heral Conductivity of α[/^]:heat ransfer Coefficient 解は つの境界条件を満たす () 壁面で温度は連続 () 内部で発生する熱量 = 壁へ移動する熱量 Nusselt Nuber は と言える 7 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり (): 無限円柱 z olid :s[] olid r Cell q[/^] d d [ ] [ ] 0 q dr r dr d [ ] ガスセルを取り囲む壁に移動する熱量 dr q q q ( r) r a (0) a [ ]( al) alq a 軸対称 Z 方向は一様 定常解 q[/^]:heat Generation l[]:cell ength a[]:cell adius (a l) [^]=πa l:ide all Area [/]:heral Conductivity of α[/^]:heat ransfer Coefficient 解は つの境界条件を満たす () 壁面で温度は連続 () 内部で発生する熱量 = 壁へ移動する熱量 Nusselt Nuber は と言える 8 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり () :Nusselt Nuber, ayleigh Nuber Nusselt Nuber [ ] Nu 個体壁気体 [ ]: heral Conductivity N [0]: Nusselt Nuber u [ ]: Characteristic ength ayleigh Nuber g C a[0] : ayleigh Nuber ( ) g 9.8, Nu f 気体の種類により決まる g C gc aが概ね700 以上で対流が起きる [ ],,00 a 温度 : 形状 温度差により決まる :[ ] が小さければ熱伝導計算 大きければ対流が起き熱伝達計算となる at Air at :Characteristic ength 気体温度 : 関数 f は流体の状態により経験的に決められている Air at 00 (in 単位 ) =.6 0^- η=.8 0^- η=4.7 0^-7 9 熱伝達率 (α) と熱伝導率 () の関係と見積もり (4): 例 空気 = Δ= a=8.7 0^- α=6/^ 空気は静止 熱伝導計算熱伝達率は大きい 空気 = Δ= a=8.7 0^+7 α=0.06/^ 空気は対流するにも関わらず 熱伝導計算熱伝達率は極端に小さい = Δ= a=8.7 0^+7 Nu=7 α=./^ 空気は対流 熱伝達計算熱伝達率は小さい Air at 00 (in 単位 ) =.6 0^- η=.8 0^- η=4.7 0^-7 0

6 Coffee Break: レイノルズ数 (eynolds nuber[0]):e 乱流か層流かの判定基準値で使用される l [ ] u[ ] [ kg ] [ ] l [ ] u[ ] N e here [ ] [ N ] [ ] [ kg ] kg a [ ] AI.80 [ N ], [ kg ] at Air 87 [ ] 粘性率 AI.0 [ ] at 気圧, 00 動粘性率 Outer cale 例 0[ ][ ] 6 e 0.0 [ ] 流速が遅くても スケールが大きいと結構大きな値となる 粘性流 (scous Flow) と分子流 (olecular Flow) クヌーセン数 (nudsen Nuber):N l N0 l : 平均自由行程 : 代表長さ N: 粘性流 <0.0< 中間流 <0.< 分子流 参考 a kg at 気圧.00,.8[ ] 気圧, 00 十分に低圧気体の時の熱伝達 ( 分子流 ):iple odel l ( >0.) : 面積 +Δ v N[ 個 ] Nk : 低温壁面に投影した分子数 [ ] k [ ] k[ ] [ : ] 分子 個が 回で運ぶEnegy v []: 分子が距離 を行く時間, [ ]: 分子 個が運ぶ 数 v v 個 N[ 個 ] v v [ ] k k k v : 単位面積当たり全分子が運ぶ 数 6 [ ] 個 k k k [ ] k k k v k k [ ] [ ] [ ] [ ] l ( <0.0): 粘性流の時 N k [ ] [ ] l [ ] 6 ( d ) k l[ ] : 平均自由行程 ( d ) 熱伝達率は圧力に Depend し 距離 に Depend しない 熱伝導率は圧力に Depend しない N 熱伝達率 (Heat ransfer Coefficient:HC) のガス圧による変化 ( 放射伝導 対流伝導は無いとする : 無重力場 ) Heat ransfer Coefficient : 面積 +Δ 0 0 :Depend :No Depend olecular ize:no Depend HC l l n n ressure k l[ ] : 平均自由行程 ( d ) [ ] HC[ ] [ ] [ ] k l ( d ) l HC k 6 ( d ) :No Depend :Depend olecular ize:depend 4 何故熱伝達率 (HC) は と 両方に Depend しないのか? 熱伝達率 (HC) の高圧時の と による変化 ( 放射伝導 対流伝導は無いとする ) : 面積 +Δ,: は同じ l の時 k l[ ] ( d ) : 面積 +Δ Nk N[ 個 ] [ :] 体積 ( ) にある分子数の 6がX 方向へ k v [ ] k[ ] [ : ] 分子 個が 回で運ぶEnegy [ ] k C[ ] k[ :] 単位温度差を分子 個が 回で運ぶEnegy k HC 6 ( d ) l []: 分子が平均自由行程 lを行く時間 v :No Depend(の時 : 壁への到達時間はの半分 l: 距離 lあたりの温度差また 分子数ははの半分 ) :Depend l C[ ] C l [ ] N[ 個 ] C v ( l) k l [] [ ] 6 l 倍 k k 6 ( d ) 式のまとめ () 7 NA 6.00 [ 個 ol], k.80 [ ], u.660 [ kg], NAu 0 [ kg ol] k NAk0 84[ kg], kg [ ] u, : 分子量, N[ 個 ] k u kg [ ],, nol [ ]( 0 ), C[ kg] C [ ol ] C [ ol] NAk C 0, C [ ] kg [ ol] C C[ kg] ( ),,, [ ] [ cal c] 4.0 C [ kcal h].64[ ], [ ol] 0 [ kg], [ kg] 0 [ ol] ( ), v N u v N u N Nk where v u k v k 一自由度当たり kのエネルギを持つ v ( d ) Z[ 回 ], z[ 回 ] 6 k l k 6 6

7 式のまとめ () k 平均自由行程 : l ( d ) N ( d ) 8 k 平均速さ : v here ここでは v v を用いる vx vy vz v, vx v v X k ( d ) k k ( d ) ( d ) k k C k ( d ) ( d ) k [ a] 6( d ) k [ ] C 6 ( d ) C D [ ] k k C C 6( )( d ) 6 ( d ) 統計力学関連の式は実測データの /~ で合えば O である マクロ的物理量の粘性率 (η), 熱伝導率 (), 熱拡散率 (D) は相互に関係する : 単原子分子 ( He, Xe ) : それ以外 ( H, N, CO, H O, F ) 6 7 式のまとめ () [ a] [ ] C [ a] C ( : 単原子分子 ; : 単原子分子以外 ) [ ], D [ ] C C [ ] C C r[0] D [ ] C [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] GC[ ] [ ] l [ ] [ ] Nu a l [ ] [ ] [ ] [ ] [ ], [ ] G[ ] where eanfreeath GA 6 k: ( He, Xe: )( H, N, CO, HO, F6 ) : ( He, Xe: ) ( H, N, CO) : ( HOF, 6) 8 END 参考資料 9 40 熱伝達率 (α) の気体運動論的考察 ( 気体とと温度差が少なく 気体はマクロ的流動をしないと仮定 ) 気体 ( ミクロ的運動 = 並進 + 回転 + 振動 ) 温度 =0 ( 格子振動 ) 温度 =00 気体 ( 原子分子 ) と ( 原子 ) でエネルギのやり取りをする 気体からへ の温度差のエネルギが渡るとする Coffee Break: 何故 熱伝導率は圧力に関係しないで 熱伝達率は圧力に比例するのか? 気体 ( ミクロ的運動 = 並進 + 回転 + 振動 ) 温度 =0 ( 格子振動 ) 温度 =00 気体 ( 原子分子 ) と ( 原子 ) でエネルギのやり取りをする 気体からへ の温度差のエネルギが渡るとする 圧力が上昇すると 気体の密度 壁との衝突回数が上昇し エネルギの交換は増す よって熱伝達率は上昇する [ ] k Z[ 回 ] C 一方 平均自由行程は短くなり 自由行程より十分遠方に伝わるエネルギは平均自由行程に半比例するため k 熱伝導率は一定となる k [ ] Z[ ] u [ ] [ ] kgc [ ] C v kg l k [ ] kc v l C k 6 d v, C, [ ] C v l k k v, C,, l ( d ) Golay Cellの場合 :αを小さくするにはkvが小さく 分子量の大きな気体を選び u l かつ圧力を低くするのが高性能 Cellとなる F6よりXeが高性能 4 ( ) 4 d 7

8 十分に低圧気体の時の熱伝達 (odel A) : 面積 +Δ [ ] k[ ] [ ] 回 [ ] k k [ ] Z[ ] Z[ 回 ] k [ ] [ ] [ ] [ ] l ( >0.): 分子流の時 k l[ ] : 平均自由行程 ( d ) 温度 の 個の原子 分子が +Δ の壁に衝突すると余分なエネルギ Δε を受け取り 温度 の壁に運ぶ 熱伝達率は圧力に depend 距離 に not depend 分子の大きさに not depend 高温壁から低温壁へ の熱量が移動する N 何故熱伝達率 (HC) は と 両方に Depend しないのか? 熱伝達率 (HC) の低圧時の と による変化 (odela)( 放射伝導 対流伝導は無いとする ) : 面積 +Δ,: は同じ l の時 k l[ ] ( d ) Nk N[ 個 ] [ :] 体積 ( ) にある分子数の 6がX 方向 k [ ] k[ ] [ : ] 分子 個が 回で運ぶEnegy [ ] C[ ] k[ :] 単位温度差を分子 個が 回で運ぶEnegy C[ ] N[ ] C C v [ ] 個 [] 6 6k k v v : 面積 +Δ HC v l ( <0.0): 粘性流の時 N k [ ] [ ] l [ ] 6 ( d ) 熱伝導率は圧力に Depend しない 4 :Depend :No Depend (の時は壁に到達するまでの時間はの半分 しかし 分子数ははの倍 ) 44 Coffee Break: 熱電対による物体温度計測時の注意点 ( 熱電対素線を通した熱伝導に考慮必要 ) ( 外気温と被測定物の温度差が大きい時 物体の熱容量が小さい時注意必要 ) 温度計 ( 電圧計 ) へ +0 (= 外気温 ) のシース 0. の熱電対素線 -0 の物体 -0 の物体 0. の熱電対を通してシースの温度が -0 になるまで温度は正確な値を示さない 0.の熱電対の先を~0 出し 被測定物にあてれば すぐに正確な温度が測れる これは通常の板バネ式表面温度計と同じ原理 4 8