木材の壁は厚さ 150 mm、面積 10 m² である。両面は 20 °C と -14 °C に保たれている。 壁を通る熱流束 q″ を求めよ。
解答つき熱伝導ワークシート
1.やさしい
k = 0.17 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T1 = 20 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
2.やさしい
ガラスの壁は厚さ 50 mm、面積 8 m² である。両面は 20 °C と -6 °C に保たれている。 壁を通る熱流束 q″ を求めよ。
k = 0.96 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 20 °CT2 = -6 °C
q″ = W/m²
3.ふつう
壁はれんが 100 mm とガラス 25 mm からなり、面積は 15 m² である。外側の両面は 18 °C と -2 °C である。 壁を通る熱流量 Q̇ を求めよ。
L1 = 100 mm, k1 = 0.72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0.96 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 18 °CT3 = -2 °C
Q̇ = W
4.ふつう
壁は発泡ポリスチレン 250 mm と石こうボード 150 mm からなり、面積は 15 m² である。外側の両面は 24 °C と -5 °C である。 壁を通る熱流量 Q̇ を求めよ。
L1 = 250 mm, k1 = 0.035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0.17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 24 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
5.むずかしい
200 mm のれんがと 50 mm の発泡ポリスチレンからなる壁が、21 °C の部屋と 1 °C の外気を隔てている。熱伝達率は室内側 7.7 W/(m²·K)、屋外側 30 W/(m²·K)、壁の面積は 6 m² である。 壁の熱通過率 U を求めよ。
L1 = 200 mm, k1 = 0.72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0.035 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7.7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)
6.むずかしい
250 mm のれんがと 25 mm の石こうボードからなる壁が、21 °C の部屋と -15 °C の外気を隔てている。熱伝達率は室内側 6 W/(m²·K)、屋外側 30 W/(m²·K)、壁の面積は 6 m² である。 壁の内表面温度 Ts を求めよ。
L1 = 250 mm, k1 = 0.72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0.17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -15 °C
Ts = °C
解答
- 1. q″ = 38.53 W/m²
- 2. q″ = 499.2 W/m²
- 3. Q̇ = 1819 W
- 4. Q̇ = 54.2 W
- 5. U = 0.5349 W/(m²·K)
- 6. Ts = 12.36 °C
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