問題
方針
熱損失の計算問題です。(平成11年問7と同じ問題ですが、選択肢の順番が違います)
単位面積当たりの熱損失は「熱流束」に等しいので、その式を使いたいと思います。
解法
「熱流束（熱流量）」
熱流束(熱流量)は、単位時間に単位面積を横切る熱量である。
単位は[W/m2]である。
$\displaystyle q=\frac{Q}{S}=-λ\frac{dT}{dx}=\frac{T}{R} \ [W/m^2] $
$q$：熱流束 [$W/m^2$]
$Q$：熱量 [$W$]
$S$：面積 [$m^2$]
$λ$：熱伝導率 [$W/(m・K)$]
$dT/dx$：温度勾配 [$K/m$](熱の方向は逆になるためマイナス符号を付けている)
$T$：温度差 [$K$]
$R$：熱伝導抵抗 [$(m^2・K)/W$]
問題より、炉壁の熱伝導率λ＝0.94、壁の外面から30cmの点で142℃、10cmの点で72℃の温度なので、温度勾配を使用して熱流束を求めます。
$\displaystyle q=-λ\frac{dT}{dx}=-0.94×\frac{142-72}{0.3-0.1}=-329 \ [W/m^2] $
解答
解答は(2)となります。
