単位面積あたりの熱抵抗は液体側1/60、平板内0.04/1.2=1/30、大気側1/20の合計1/10m²K/W。
令和7年度 ガス主任技術者 甲種 基礎 問12
熱伝導率1.2W/(m・K)、厚さ0.04mの平板の片側に、温度100℃に保たれた液体が保持されており、反対側は20℃の大気に接している。液体と平板の液体側表面の熱伝達率を60W/(m²・K)、大気と平板の大気側表面の熱伝達率を20W/(m²・K)としたとき、平板の大気側表面の温度(℃)として最も近い値はどれか。
選択肢
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温度差80Kから熱流束q=80/(1/10)=800W/m²。大気側の温度降下はq/20=40Kなので、平板大気側表面は20+40=60℃。
各選択肢の解説
- 1
35
誤り。大気側表面と20℃の大気の温度差は800/20=40Kで、表面温度は60℃。
- 2
60
正しい。全熱抵抗0.1m²K/W、熱流束800W/m²、大気側表面温度20+40=60℃。
- 3
78
誤り。液体側からの降下13.3K、平板内の降下26.7K、大気側の降下40Kを合計すると80Kで、大気側表面は60℃。
- 4
87
誤り。約87℃は液体側表面温度(100-800/60≒86.7℃)であり、大気側表面ではない。
- 5
93
誤り。熱抵抗三層を通して100℃から大気側表面60℃まで下がるため93℃ではない。
解説・公式出典について
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