問題円管の外側に保温材(熱伝導率 λ = 0.090 W/(m·K))を巻く。保温材の外表面から周囲空気への熱伝達率を α = 15 W/(m²·K) とするとき、保温材の臨界半径 rc の値はどれか。
- a6 mm
- b12 mm
- c60 mm
- d167 mm
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正解:a. 6 mm
正解は「6 mm」。円管に保温材を巻くとき、保温材の外半径が臨界半径 rc = λ/α のときに放熱量が最大になる。rc = 0.090 ÷ 15 = 0.006 m = 6 mm である。管の外半径が rc より小さい細い管では、薄く保温材を巻くと、かえって放熱量が増えることがある。「12 mm」は誤り。2λ/α を計算している。これは球の場合の臨界半径で、円管では λ/α である。「60 mm」は誤り。桁を誤った値である。0.090 ÷ 15 = 0.006 m = 6 mm である。「167 mm」は誤り。α/λ を計算している。臨界半径は λ/α で、熱伝達率を熱伝導率で割った値ではない。
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