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No.37260 熱伝導解析の単位系について

2002-08-28 15:47 投稿者: まーくん リンク:

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初めて投稿します。よろしくお願いします。
熱伝導解析の材料物性値の単位系について悩んでいます。

今行っている解析では、
(1)比熱  →J/Kgf・℃
(2)熱伝導率→W/mm・℃
(3)熱伝達率→W/mm2・℃
を使っています(これは正しいのでしょうか?)が、
便覧、資料などを見ると、
cal、Kなどの単位系で表されている場合が多いです。
それで変換する時に悩んでしまいます。
特にK→℃の変換で悩んでいます。
熱伝導解析ではこれらの単位系が一般的なのでしょうか?

単位系に関して何かいい情報、ホームページなどありましたら、
ご紹介ください。

大変初歩的な質問で申し訳ありませんが、
よろしくお願いします。

No.37277 Re: Re: 3528 熱伝導解析の単位系について

2002-08-29 08:46 投稿者: パンターニ リンク:

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> 特にK→℃の変換で悩んでいます。
by ま-くんさん
パンターニです。熱伝導解析で 輻射がはいらない解析(熱伝導率と熱伝達率)でしたら、
℃でもKでもデメンジョンは同じになりますので変換はきにしなくてもOKです。
ANSYSの場合では、輻射と熱伝達の計算をいっしょに解析できないため(熱伝導の場合)
輻射の効果を熱伝達率にいれて解析しています。
4×ε×σ×Tm^3をいれて計算すると精度があがりますよ。
ε:放射率、σ:ステファンボルツマン定数、Tm:膜温度、Tm=(T1+T2)、T1:雰囲気温度、T2:壁面温度
輻射の計算をする場合は、単位系はKにしないといけませんよ。

No.37272 Re: Re: 3528 熱伝導解析の単位系について

2002-08-29 00:42 投稿者: ハッピー リンク:

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> 初めて投稿します。よろしくお願いします。
> 熱伝導解析の材料物性値の単位系について悩んでいます。
byまーくんさん

> (1)比熱  →J/Kgf・℃
これは、SIと工学単位が混ざっていて変ですよね。

熱の問題は単位換算で悩まされますね。
まぁ何でも基本に戻れば良いわけですけど、私のようなおっちょこちょいは直ぐ計算ミスします。
cal派とW、J派(SI単位)の間で悩むわけですね。

熱量Q:cal 、仕事:J

熱流束q=単位時間に単位面積を通過する熱量
cal/sec/m^2  
J/sec/m^2=W/m^2 (ここでW=J/sec:仕事率)

熱伝導率λ=熱流束qと温度勾配dT/dxの比 
(cal/sec/m^2)/(℃/m)=cal/sec/m/℃
(J/sec/m^2)/(℃/m)=J/sec/m/℃=W/m/℃

熱伝達係数α=熱流束と温度差の比 
(cal/sec/m^2)/℃=cal/sec/m^2/℃
(J/sec/m^2)/℃=W/m^2/℃

比熱C=「単位質量当たり熱量の変分」と温度上昇の比 
(cal/kg)/(℃)=cal/kg/℃
(J/kg)/(℃)=J/kg/℃

これに、熱の仕事当量の関係 1cal=4.1868Jと、W=J/secの定義を使えば、cal派とW,J派の換算が出来る。
℃とKは、原点が273度ずれているだけですから、分数の形で℃(K)が単位に表れている
限り、温度に対する変化率ですから、どちらを使っても値は変わりません。
例えば、1cal/sec/m^2/℃=1cal/sec/m^2/K。

まーくんさんの業界で良く使われている単位を自分のホームポジションにして、
常にホームから考えるようにした方が感覚が掴みやすく、
計算ミスも気づきやすいと思います。

No.37265 Re: Re: 3528 熱伝導解析の単位系について

2002-08-28 17:56 投稿者: シュウ リンク:

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 まーくんさん(?)、こんばんわ。

> 単位系に関して何かいい情報、ホームページなどありましたら、
> ご紹介ください。

 私は単位系の変換は下記のHPを使用しています。
 よかったら参考にしてください。

http://homepage2.nifty.com/NG/unit/heat.htm

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