伝熱
伝熱
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2025/02/24 12:26 UTC 版)
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伝熱(でんねつ、英: heat transfer[1])とは、熱エネルギーが空間のある場所から別の場所に移動する現象。熱移動(ねついどう)ともいう。「熱」は本来、高温物体から低温物体へと移動するエネルギーを指すが、その移動現象に特に着目した時にこれを伝熱という[2]。
本項目では物理現象としての伝熱について説明する。工学的応用については伝熱工学を参照。
伝熱の形態
伝熱には熱伝導と熱放射の2つの基本形態がある[3]。他方、固体壁と流れている流体と間の熱移動は、流体内での混合とそれに伴う熱拡散といった特有の物理現象を伴うため、伝熱現象の観点からも特徴的な現象である。また、自然界や日常生活,さらに身の回りの機器においても頻繁に遭遇する現象であるため、これを「対流熱伝達」と呼び、伝熱形態として熱伝導・対流熱伝達・熱放射の3形態を併記したり、伝熱の3形態とする場合もある[4],[5]。
熱伝導
物体内に非均一な温度分布が存在するとき、物体の中の温度の高いところから低いところへと熱エネルギーがひとりでに移動する現象である[2]。ミクロには物体を構成する分子、原子、電子などの運動がエネルギーをやりとりすることで生じると考えられている。フーリエの法則として下記の式で表される。
- ^ https://solid-mater.com/entry/mce
- ^ https://news.mynavi.jp/techplus/article/20170929-a103/
- ^ https://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2013/2013res04.html
- ^ https://www.mapion.co.jp/news/column/cobs2548384-1-all/
- ^ https://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/sites/topics/20210324/
- ^ https://texal.jp/2023/01/09/a-new-method-completely-different-from-conventional-cooling-systems-was-devised/
- ^ https://www.jaea.go.jp/02/press2021/p21062101/
伝熱
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2013/10/14 03:57 UTC 版)
伝熱を例にとると、右図のように初期温度θ0(K)に保たれた厚さL(m)、断面積A(m2)の平行平面の左表面が温度θ1(K)に曝されたとすると、左表面の温度は時間t(h)の経過と共に上昇し、熱は平板内に流れ込むことによって平板内の温度は図のような温度分布を形成しながら徐々に上昇する。最初の内(時間0~t3)は入熱Qin は全て平板内に蓄積され、右表面の温度はθ0 のままで変化しないが、経過時間がt3 以上になると平板を通過した熱は右表面に達し、この表面の温度も上昇し始めるが、なお平面内に熱の蓄積が進む。このような過度的な状態が非定常状態である。 十分な時間(図ではtn 以降)が経過すると左表面の温度は高温側の温度θ1(K)と等しくなり、均質な平板であればその中のどの場所における温度勾配も等しく右表面の温度も度θ2(K)で一定となる。このような状態が定常状態であり、このとき入熱Qin と出熱Qout は等しくなる。
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