問題厚さ 0.20 m、熱伝導率 0.80 W/(m·K) の耐火れんがの外側に、厚さ 0.10 m、熱伝導率 0.080 W/(m·K) の断熱材を密着させた平板壁がある。れんが側の表面温度が 600℃、断熱材側の表面温度が 100℃ で定常のとき、単位面積当たりの伝熱量 [W/m²] に最も近い値はどれか。接触熱抵抗は無視する。
- a333 W/m²
- b400 W/m²
- c2,000 W/m²
- d2,400 W/m²
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正解:a. 333 W/m²
正解は「333 W/m²」。各層の熱抵抗は、れんがが 0.20/0.80 = 0.25、断熱材が 0.10/0.080 = 1.25 m²·K/W で、直列なので合計は 1.50 m²·K/W である。伝熱量は q = 温度差 ÷ 総熱抵抗 = (600 − 100) ÷ 1.50 ≒ 333 W/m² となる。「400 W/m²」は誤り。断熱材の熱抵抗だけで計算している。れんがの熱抵抗 0.25 m²·K/W も直列に加える必要がある。「2,000 W/m²」は誤り。れんがの熱抵抗だけで計算している。断熱材の熱抵抗 1.25 m²·K/W を無視している。「2,400 W/m²」は誤り。各層の λ/δ を足して温度差に掛けている。直列の壁では熱抵抗 δ/λ を足す。
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