タグ付けされた質問 「heat-transfer」

別のシステム(環境または他のデバイス)との熱力学的平衡を得ようとするシステム(またはデバイス)の形での対流、伝導、または放射のメカニズムを介した熱伝達に関する質問

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空のフィールドの風車。なぜ木がないのですか?
私は風車が一般的に木がなく空の畑に建てられていることに気づきました、そしてなぜ私は疑問に思っていました... 風車は一般的に木よりもはるかに背が高く、木は実際に流れに影響を与えないと想像できます(写真を参照)。 しかし、これが周囲に何もない、または周囲に多くのスペースを無駄にする他の何かがある理由ですか?そして、最初の図の速度プロファイルは現実的なものですか? 外部対流の理論を検索すると、プラトー上の流れの速度プロファイルは次のように なります。2番目のケースでは、障害物がある場合、速度は高くなりませんか?それとも、障害物が流れを減衰させる多孔質媒体であるためでしょうか?そして最後に、地球レベルの速度プロファイルはそのように見えますか?それには本当に起源があるのか​​、それともずっと乱流なのか?

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マイクロボロメータ(IRカメラ)はどのように機能しますか?
現在、IRカメラとの最初の出会いにつながったプロジェクトを行っているので、IRカメラの動作について非常に興味があります。具体的には、次のことを知りたい 熱はどのように電気信号(電流または電圧)に変換されますか? IRカメラのスペクトル帯域幅はどのように明確に定義されていますか? なぜIRカメラはカラービデオカメラよりもはるかに高価なのですか?(カラーカメラにはIRサプレッサーがありますよね?) 「通常の」IRカメラと放射測定カメラとの違いは何ですか? 最大400℃の温度を検出できるIRカメラと比較して、最大1000℃の温度を検出できるIRカメラの違いは何ですか?

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CPUや他のチップの熱力学はどのように扱われますか?
そのようなシステムの熱効率を設計することは非常に難しいと私は聞きます。私はなぜなのかわからない、と私は興味を持っています。 一方で、私は熱がどういうわけかシステムの総電力の関数であることを賭けます。一方、個々のビットが反転すると、熱がダイの周りを移動すると思います。 熱はどのようにしてダイの周囲を移動し、これはCPUの冷却にどのように影響しますか?熱の移動に対応するために特別な補償が行われていますか?

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蓄熱用途におけるガラスと花崗岩の性能の比較
バックグラウンド 私は温室ヒートシンクを構築するために大学のプロジェクトで小さなチームと協力しています。これにより、温室の上部にある暖かい空気が、暖かい空気を吸収して保存するための材料で満たされた地下室を通過します。2つのプロトタイプの温室があります。1つはベースライン測定のコントロールとして機能し、もう1つはヒートシンクを備えています。 セットアップ 私は最終的なプロトタイプ用にいくつかの温度センサーとロガーを構築しましたが、いくつかの予備テストがさまざまな材料で行われています: 15〜25mmの花崗岩チップ、不規則な形状 強化ガラスは約7-15mmの小さな断片に砕かれ、少なくとも2つの側面は平らです コンクリート破片30〜80 mm、不規則な形状- テストは完了していません これらを5 Lの箱に入れました。箱の下部には小さなファンと配管があり、チャンバーに空気を吹き込み、箱の底にあるパイプの6 mmの穴から空気を放出します。ボックスの上部は、ファン付きのチューブと同じ直径のベントを除いて密閉されています。PT1000温度センサーも各材料の中心に挿入され、毎秒の測定値を取得します。これがテストボックスの画像です。 手順 両方の材料の小さいサンプルで自由空間が計算され、花崗岩では42%、ガラスでは43%の大まかな数値が得られました。次に、花崗岩とガラスの2つのテストが行​​われました。 両方とも数時間外で約5.5°Cに冷却され、その後部屋に持ち込まれ、ファンをオンにして1時間放置されました。温度は、材料が室温まで温まったときに記録されました。 最初のテスト後、材料を冷凍庫に入れて-20°Cに冷却し、温度を再度記録しました。 結果 以下に示すように、ガラスは両方のデータセットでウォームアップと冷却の遅れを示し、その後温度変化はより線形になります。一方、花崗岩は全体的に温度の線形変化を示します。 ガラスの加温(x軸秒、y軸温度) ガラス冷却(x軸秒、y軸温度) 花崗岩の温暖化(x軸秒、y軸温度) 花崗岩の冷却(x軸秒、y軸温度) ご質問 現在、結果について議論しており、収集したデータに関する専門家の意見に興味があります。データは興味深いものであり、正しく解釈しています。具体的には: ガラスの破片の形状により、より連動する形状が可能になり、空気の流れがより制限される可能性がありますが、これにはまだより線形の温度変化があるのではないでしょうか? ガラスのデータは、材料の小さな熱膨張の変化によるものですか? ガラスの熱伝導率は花崗岩よりも低くなっていますが、これが遅れの原因ですか?

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外部拡散:表面濃度の計算
私は外部拡散の問題で少し苦労しています。表面の濃度(および表面の反応速度)を計算しようとしています。助けやガイダンスが欲しいのですが。 これが私がこれまで持ってきたものです。 起こっている反応は、 球形の触媒粒子表面のB濃度を計算したい。 フラックス: さて、拡散方程式から: 。 R_A 一次反応率で近似できる そう (の2後の" "は無視してください=) さて、私が使用すべき境界条件は、 常に、私はすべてのコンポーネントのバルク濃度の値をすでに持っていることに注意してください。D_i,jまたD_i,mix、すべてのi、の値も持っていますj。 Bの表面濃度を解決するために境界条件が正しく選択されていますか(つまり、すべて関連しているc_Bまたはy_BまたはP_B)。 編集: 有効係数の計算に表面値が必要です。任意の方法を使用して、すでに持っている値で表面値を計算できます。 半径方向の任意の点としてrを選択しました。球体の「過去」でも(r = 0、中心から移動する場合)、delta =境界層の厚さです。 編集2: 複雑すぎたようです。このビデオに基づいて、考慮されるコントロールボリュームは、ガス部分(境界層)のみです。反応は触媒表面でのみ発生し、気相自体では発生しないと想定されているため、これは正しいです。 その場合、RB=0RB=0R_B=0 ∴∂∂r(r22cDB,mixyB−2∂yB∂r)=0∴∂∂r(r22cDB,mixyB−2∂yB∂r)=0\therefore \large{ \frac{\partial }{\partial r}\left ( r^2 \frac{2cD_{B,\text{mix}}}{y_B-2} \frac{\partial y_B}{\partial r} \right)=0} したがって、およびyB(0)=yB,surfyB(0)=yB,surfy_B(0)=y_{B,\text{surf}}yB(δ)=yB,bulkyB(δ)=yB,bulky_B(\delta)=y_{B,\text{bulk}} !! ああ、境界条件の間違いに気づきました。で、、我々は境界条件が間違っているように、球の中心です。!!r=0r=0r=0 もう一度試してみましょう: でとyB(r=rsphere)=yB,surfyB(r=rsphere)=yB,surfy_B(r=r_{sphere})=y_{B,\text{surf}}yB(δ)=yB,bulkyB(δ)=yB,bulky_B(\delta)=y_{B,\text{bulk}} Matlabから:yB=2+(yB,bulk−2)(yB,surf−2yB,bulk−2)(rsphere(δ−r)r(δ−rsphere))yB=2+(yB,bulk−2)(yB,surf−2yB,bulk−2)(rsphere(δ−r)r(δ−rsphere))\large{y_B= 2+{\left (y_{B,\text{bulk}}-2 \right )} \left ( \frac{y_{B,\text{surf}}-2}{y_{B,\text{bulk}}-2} \right …

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比熱が温度によって変化するとき、どのように熱エネルギーの変化を計算できますか?
多くの材料には、特に温度変化が大きくなるにつれて、温度とともに変化する比熱があります。この場合、オブジェクトが受け取る熱エネルギーをどのように計算しますか?開始温度または終了温度で比熱容量を単純に使用できますか?

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エアコン/除湿機は廃熱を廃水中に排出できますか?
私が正しく理解していれば、エアコンと除湿機はどちらも排熱を排出しますが、どちらも排熱を排出します。知りたいのですが 現在、排気水から熱を排出するエアコンや除湿機は製造されていますか? そうでない場合、これが実行できない工学的または物理的な理由はありますか? 使用例:私は現在、天気が常に暑くて湿度が高い場所に住んでいます。現在の住居は、内部の熱と湿度を下げるための唯一の実行可能なオプションが次のようになるように構成されています。 エネルギー効率の悪い外付けエアコン(私の住居の外にありますが、私の住居に接続されています)は、湿度の低下には効果がないようです。 排気するエネルギー効率の良い内部除湿器 住居への廃熱 開いた貯水池(私は飲用にろ過します)に水を排水します。 私が欲しいのは私の除湿機のような内部ユニットですが、代わりに次のようになります: 廃水を冷却に使用します。 その温かい水を閉じた断熱された貯水池に排出します {サウンドアラーム、シャットオフ}リザーバーが(現在と同じように)満たされたとき、または過熱したとき 次に、外のリザーバーを取り外して空にします。

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耐火壁過熱センサーの設置は?
私はガス/石炭燃焼パルプドライヤーのバーナー管理システムに取り組んでいます。私達は過剰な温度制限インターロックのために火室の屋根に熱電対温度スイッチを提供しています(NFPA86 8.18.2による)。コードはあいまいで、この古い乾燥機の製造業者は長い間廃業しています。いくつかの情報源は、温度を耐火物で測定することを推奨しているが、他のものは直接測定を推奨している。露出している間、表面下ではセンサーの信頼性が高まり、素早い応答とわずかに正確なデータが得られます。 熱電対を耐火物表面の火炎面の真下に設置し、わずかな温度低下に合わせて校正するのが業界のベストプラクティス(および/またはコードに準拠)ですか、それともセンサーを火室内に延長する必要がありますか? NFPA86の抜粋: "8.18.2.6 *超過温度制限インターロックの感温部品は、それらがさらされる温度及び雰囲気に対して定格されなければならない。 8.18.2.7 *温度過昇防止インターロックの感温素子は、オーブンの製造元または設計者の推奨する場所に配置する必要があります。」 "A.8.19.8センシングエレメントは以下の場所に配置してください。 温度制御センサーと 超過温度制限センサーは最小化されています。の 過温度限界の感温素子 インターロックは、過剰な温度を感知する場所に配置する必要があります。 炉に最初のダメージを与える条件 または炉内の温度が 安全な運転に最も重要な最大動作設定値。」

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砂はポットインポット冷蔵庫で何をするのですか?
ウィキペディアの記事 ポットインポット冷蔵庫 外鍋の砂はどういうわけか冷蔵庫の冷却効率に影響を与えるという。私は砂がこの状況で何をするのか理解していません。 たとえば、外側の鍋に水を入れることと外側の鍋に水と砂を入れることを比較します。これらは冷却効率にいくらかの大きな違いがあるでしょうか、それは内鍋、中間層と外気の間でどれくらい速く熱が伝達されるかを意味しますか?

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熱線風速計
熱線風速計を使用して、流体の流れの中のワイヤの温度を測定することができる。ワイヤを横切る電圧変動は、温度を得るためにワイヤ上のエネルギー収支と共に使用される。抵抗変化を直接測定し、ワイヤの温度を見つけるために材料の抵抗温度係数を使用するのが良い考えではないのはなぜですか。そうすれば、経験的なNusseltの相関に頼ることはないでしょう。私はここで何が足りないのですか?

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小さな箱で空気を加熱する
背景 私は、小さな箱の中で空気を加熱し、時間の経過とともに温度を測定するプロジェクトに取り組んでいます。このボックスの目的は、PID実験用の基本的なテストチャンバーになることです。 最初のテスト 3 mmの合板から10 cm * 10 cm * 10 cmの箱を作りました。次に、温度プローブ付きの小さな〜1 Wヒーターを内部に配置し、温度の上昇を観察しました...非常にゆっくりと。 提案 された新しいプロトタイプボックス内の空気をセットポイントまで温めるおおよその時間を計算する方法を決定したら、新しいプロトタイプを作成します。いくつかの仕様と仮定を以下に示します。 〜1 Wヒーターは、4つの並列100オーム抵抗器と5 V電源で構成されます(330オーム抵抗器と視覚表示用のLEDもあります)。このヒーターの設計を変更したくないのは、複製が簡単で、簡単にアクセスできる5 Vの電源と電子部品を使用するからです。 現在、ファンは使用されていませんが、注文時に小さな20 mm、5 Vのファンがあるため、これをある時点でデザインに統合します。 ボックスは21〜23°Cの室温で使用されます 理想的には、5〜10分間で最大30°C(またはそれ以上)の温度上昇が可能です。 新しく提案された箱のサイズは5 cm * 5 cm * 5 cmで、以前のプロトタイプよりも8倍小さくなっています。これは、最大温度上昇の前の2つの要件と、その変更を達成するのにかかる時間に応じて変更される可能性があります。 私は正確なタイミングを求めていません-ボックスによる損失が影響を与えることを認識しています。ただし、この効果が最小の場合、一部の設計パラメーターがわずかに変化する可能性があるため、簡略化された近似解が望ましいです。別のボックスを作成して試行錯誤で学習する代わりに、時間を節約できるガイダンスと計算を探しています。


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ほとんどのシートスタイルのニクロムベースの発熱体はどのように構成されていますか?
ニクロムは、さまざまな加熱目的に使用される一般的な抵抗線であることに気付きました。私はそれがガラス管のように見えるもの(電気ストーブのような)の内部で使用され、コイルにただ浮遊しているのを見ました(ヘアドライヤーのように)が、それはどのようにシート状に作られますか? 問題は、絶縁されていないことです。つまり、別の金属に触れると、ニクロムではなくその金属に電流が流れます。 それを包む材料は熱伝導性であるが、電気的ではないことが望まれます。 ニクロムの周りに絶縁体を置くこのようなデザインを見てきましたが、ニクロムによって生成された熱を分散するのにそれがどのように効果的かはわかりません。 私は、約150°Cで可能な限り均等に熱を分配しようとしています。私の電源は最大15Aを供給できる12V電源になります(したがって、ここでは電流はあまり問題になりません)。

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一定の体積と与えられた効率をもつフィン内の熱伝達
有効長さが L その効率は次式で与えられます。$$η= exp(-0.32mL)$$ここで$$ m = \ sqrt {\ frac {hP} {kA}} $$ P まわりです A はフィンの断面積です。 フィンの体積が一定のままであれば、次のうちどれが正しいですか? ひれの長さを増やすことによって... 熱伝達が増加します。 熱伝達が減少します。 熱伝達は増加してから減少します。 体積が一定であるため、熱伝達は一定のままです。
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