Excelを使った伝熱計算実習付き講座

断熱材の開発動向と断熱性能 (熱伝導率) を簡単に紹介します。次に、Excelを使った計算で使用する方程式について説明し、さらにExcelを使った伝熱計算方法 (計算シート作成方法) を示します。今回は、従来から要望が多かった輻射伝熱を入れるつもりです。簡単な系についてのみ、輻射伝熱の計算方法を紹介します。 　その後、例題を使って、聴講者の皆さんにExcelによる計算シート作成を実習していただきます。例題としては2～4問程度を考えております。 　最後に、物体の表面温度測定方法について、簡単に説明させていただきます。これは、計算結果と実測結果を比較する場合に役立ちます。今までの経験から、物体の表面温度測定に誤差があり、計算結果と一致しないことがありました。ちょっとしたテクニックや注意点をお話しするつもりです。

1. 近年の断熱材開発状況
2. 熱設計と伝熱計算
3. 必要最小限の伝熱基礎知識 (熱計算のために)
   1. フーリエの法則
   2. 熱伝導方程式
   3. ニュートンの冷却則
   4. 熱伝達率
   5. 輻射伝熱
4. プログラミングを必要としない簡単伝熱計算
   1. 熱回路網
   2. 差分方程式
   3. 定常問題
   4. 非定常問題
   5. Excelを使った計算シートの作り方
5. 実習1:二次元非定常問題
   • 高温に加熱された物体が、時間とともに冷えていく場合の内部温度変化をシミュレーションする。
6. 実習2:二次元定常問題
   • 加熱炉の二次元シミュレーション。炉内空間を取り巻く断熱材の熱伝導率、厚さ等を設定し、さらにヒータと炉外の雰囲気の温度をそれぞれ決めた場合の、断熱壁内部および炉内空間の温度をシミュレーションする。
7. 実習3:二次元輻射伝熱問題
   • 炉内空間の試料が、ヒータからの輻射により加熱された場合の温度変化を定常状態としてシミュレーションする。
8. 実習4:三次元定常問題
   • 耐火ボックスを外部から一定温度で加熱した場合の、ボックス内部の温度変化をシミュレーションする。
9. 意外に難しい表面温度測定
   • シミュレーション結果と実測結果を比較する場合、表面温度を測定する必要が出てくるが、その測定が意外に難しい。
     測定の注意点とちょっとした工夫についてお話します。
• 質疑応答