中学知識でボイラー技士　１－３

前回　　１－２

前々回　１－１

※これは本やサイトを参考に書いています

前回はかなりガバガバで内容が薄くなりましたし、知っておくと便利な事を書き忘れていました。

その前に前回の復習を軽くします。

熱量とは、熱が移動する熱の量。

単位はJとcalを用いることが可能。

また、アルファベットはQ。

熱容量とは、物体の温度を1℃上げるのに必要な熱量。

質量は無条件で、アルファベットはC。

J/Kで求めることができます。

一方、比熱は質量の条件を同じにしなければなりません。

物質1g(1kg)の温度を1℃上げるのに必要な熱量。

アルファベットはc。

熱容量をgで割ればよいので、

J/g・Kで求めることができます。

また、比熱が小さいとすぐ温まるので、すぐ冷めます。

比熱が大きいと温まりにくいですが、冷めにくいです。

ここは非常に重要です。

また、比熱が一番大きい物質は「水」です。

これも覚えておくと非常に便利です。

蒸気は1.9、空気は1、水は4.187。

今回は

・伝熱

・熱貫流

・熱伝達率

をします。

熱がどのような感じで移動するのかを考えます。

－５　伝熱とは

字のままです。基本的に熱は温かい所から冷たい所に移動します。

熱が移動しているので「熱移動」ともいいます。

伝熱作用は大きく分けて３つに分けられます。

１．熱伝導

２．熱伝達（対流伝熱)

３．放射伝熱（熱放射）

１から解説していきます。

５ー１

金属の性質の中に「熱伝導性」があります。というか一番先に連想した単語がこれ()

物質内でも基本的なルールは守られています。

例えば、フライパンを下の方だけ熱しても、時間が経てば全体的に熱くなりますよね。

これは物体内において熱が高温から低温へ移動したので熱伝導になります。

もちろん、熱いものを触って「熱い！」と感じるのも熱が移動したので熱伝導です。

５－２

熱伝導と熱伝達って１文字しか変化がないため、かなりややこしいです（）

流れがある液体や気体、これを総じて流体と呼びます。

まぁ風呂とか、ビーカーに入れた水とか、家のドアを開けて換気とか。

熱があれば流れができます。

更に高温と低温があれば温度の高い流体は上昇、低い流体は下降します。

そうなると対流ができますよね。

小学4年あたりでやったような・・・

見事対流ができました。

一応家全体を使って確認することも可能です。

温かさが異なる２部屋のドアを開け、空気の流れが行き来できるようにしてください。

非常に適当ですが、私の家でも再現することができました！

ライター等で火を点ければ分かりますが、下に向けると左に、上に向けると右に流れます。

この自然に対流する現象を「対流伝熱」といいます。

なので、ビーカーの図のような対流も対流伝熱となります。

また、流体の対流で温められた壁(固体壁)は流体がもつ熱が壁に移動したので

これを「熱伝達」といいます。

料理とか鍋とかすると水蒸気が部屋全体を暖めてくれてるんですね。

５－３　放射伝熱

簡単にいえば、「触れていないのに温かく感じる熱」を指します。

基本的に太陽とかヒーターとか。

(※太陽は熱エネルギーを直接放出しているわけではありません)

また、このときの熱量は絶対温度の４乗の差に比例します。

難しいので軽く覚えるだけで大丈夫です()

知りたい方はここから

－６　熱貫流

凄いインパクトのある言葉ですね。熱を貫通・・・。

とはいってもまずは想像してもらった方が早いです。

いつもの(フライパンと水)を用意して、フライパンの中に水を入れましょう。

点火して温めます。

水は直接火で温められていませんが、フライパンからの熱を受けて温まりますよね。

(ちなみにこれは熱伝導です。)

このように

火(ガス)→フライパン(固体壁)→水

のような固体壁を通して高温流体から低温流体に熱が伝わることを「熱貫流」といいます。

－７　熱伝達率

熱伝達による伝熱量の割合を指します。

部屋の空気の流れとかビーカーとかのやつです。

やはり、ボイラーというのは「いかに効率よく温めるか」がカギになるので

異なるやり方でも比べなければなりません。

部屋を暖めたいのに流体の速度が遅ければ効率は悪いです。

早ければ早い程効率は良くなりますね。

つまり、「流体の速度が早ければ早い程、伝熱量が増すため効率が上がる」といえます。

先ほど述べたとおり、速度が異なったり、もしくは流体の種類が異なる場合、

熱伝達率も変化します。

詳しくはこちら　(単位も書いていて丁寧です)

今回はここまでで終わりです。

相変わらず文字の色の変え方が分からず、見えにくいしイメージが難しいかもしれません()

最低限押さえておきたいのは伝熱の３種類です。

特に「熱伝導」と「熱伝達」の違いが把握できないと厳しいです。

調べてでも覚えたい

特に説明不足や誤りがない限り、次回は

・圧力

をする予定です。

長くなりましたが、お疲れ様でした。