配管とタンクの温度低下計算

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計算一．長年にわたり、私たちは断熱パイプの放熱損失を計算してきましたが、各種の断熱基準では断熱処理されていないパイプの温度低下の計算は考慮されていません。工業生産分野では断熱処理されていないパイプはあまり使われないかもしれませんが、日常生活においては実際にこのような問題が存在します。例えば、私の家ではガス給湯器がキッチンに設置されており、キッチンからバスルームまでの距離は10メートル以下です。したがってパイプの長さもそれほど長くはないはずです。しかし、キッチンの蛇口から出るお湯の温度は非常に熱く、約60～70℃です。一方、バスルームの蛇口から出るお湯の温度は全く熱くなく、おそらく40度程度でしょう。これほど大きな温度差は、パイプが空気中に露出していると仮定して、公式を使って計算することはできるのでしょうか。 解決すべきいくつかの問題：a.一般的な配管材料：炭素鋼、PVC。鋼材の熱伝導率は一般的なマニュアルで確認できるが、PVC管の熱伝導率や黒色度に関する信頼性の高いデータは存在しない。 b. 鋼管、PVC管、および空気の熱伝達係数はどのように計算するか？ 現在の断熱規格における伝熱係数は、すべて断熱材があり表面に保護層が施されたような断熱構造の式に基づいているが、空気中に露出した配管に適用できるかどうかは明確に示されていない。ある人からPVCの熱伝導率として0.23という値を教えてもらったが、PVC材料の黒度値は依然として見つからず、正確な伝熱係数を算出することができない。そこで、専門家の方々にアドバイスをいただきたく思います。 計算二．タンクは工業分野でよく見られる装置であり、タンクの放熱はアーチ状の頂部、円筒部、底板の3つの部分が担っている。アーチ状の頂部構造には対応する伝熱係数の計算式が見当たらないが、平板のものを使えるだろうか？ 缶底の放熱の計算方法についても、正確な規格や手法は見つかりません。 一部のタンクには温度低下の要件があり、例えば24時間以内の温度低下は2℃を超えてはならないといったものです。この2つの観点からの計算が急務であり、皆さんはこの問題をどのように解決しているのかご存知でしょうか。