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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:輻射計算における形態係数の使い方について)

輻射計算の形態係数の使い方とは?

2023/10/20 12:31

このQ&Aのポイント
  • 輻射計算における形態係数の使い方について、異なる式が存在する件について調査しています。輻射熱量Q12の計算における面1から面2への形態係数F12の正しい式について知りたいです。
  • 輻射計算において、面1から面2への輻射熱量Q12を計算する際、正しい形態係数F12の式について調査中です。伝熱工学資料改訂第5版では異なる式が示されているようですが、正確な情報について教えていただきたいです。
  • 輻射計算における形態係数の使い方について調査中です。面1と面2の輻射率、面1と面2の温度、および面1から面2への形態係数を用いて輻射熱量Q12を計算する式について詳細な情報を教えていただきたいです。
※ 以下は、質問の原文です

輻射計算における形態係数の使い方について

2020/05/30 12:15

空間に配置されている面1から面2への輻射熱量Q12を計算する際、面1と面2の輻射率をそれぞれε1、ε2、面1の面積をA1、面1から面2への形態係数をF12、ステファンボルツマン定数をσ、面1および面2の温度をそれぞれT1、T2とすると、Q12は以下の式で表されると思います(そう書いてある教科書もあります)。
Q12=ε1ε2σ(T1^4-T2^4)A1F12 式(1)
ところが、伝熱工学資料改訂第5版(日本機械学会)には、添付資料の式(39)に式(1)とは異なった式が書かれています。
どちらが正しいのか、あるいは場合によって使い分けが必要なのか、ご存じの方がいらっしゃいましたらご教示ください。
よろしくお願いいたします。

投稿された画像

回答 (2件中 1~2件目)

2020/05/31 11:22
回答No.2

補足をして頂き有難うございました。

式(1)の計算結果と式(39)の計算結果を比較すると、放射率ε1,ε2の値が小さい場合に差異が広がるようです。放射率ε1,ε2のいずれかの値が1に近い場合は、どちらの式で計算してもほぼ同じ結果が得られます。


私自身十分な理解ができておりませんが、式(39)の方が、多重反射の影響を考慮しているのかもしれません。
きちんとした結論付けができずに申し訳ありませんが、この程度でご勘弁ください。

お礼

2020/05/31 18:58

ohkawa3様
文献のご紹介もいただきましてありがとうございました。
私ももう少し調べてみます。

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質問する
2020/05/30 13:39
回答No.1

式を眺めてみた感じですが、伝熱工学資料の式(39)の方が厳密な式のようですね。
式の分母は、3項の足し算の形になっていますが、第1項がA1の表面を出入する放射に対する熱抵抗、第2項が空間の熱抵抗(形態係数)、第3項がA2の表面を出入りする放射に対する熱抵抗に対応しているようです。

式(1)では、第1項と第3項は無視できるとして、第2項に相当する形態係数だけを使っているのかもしれません。

いずれの式でも、面の特性は、完全な拡散性を仮定していますから、面の性質に指向性がある場合は、計算結果に相当の誤差が生じると思います。

添付の写真の解像度の関係で、式(39)の細部を見間違えているかもしれません。もし宜しければ、式だけをもう少し拡大して情報提供いただけないでしょうか。

補足

2020/05/30 21:57

ohkawa3様
早速のご回答を誠にありがとうございます。
返信の形で画像を送る術が分からないので、テキストで式を書いてみます。
式(39)の分子=σ(T1^4-T2^4)
式(39)の分母=(1-ε1)/(ε1A1)+1/(A1F12)+(1-ε2)/(ε2A2)
分かりにくくて恐縮ですが、ご検討いただければ幸いに存じます。
どうぞよろしくお願いいたします。

質問者

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