温度処理について

地上に存在する物体(固体、液体、気体に関わらず)の物理特性、工学的には物性値と呼ばれるものは、
周辺の条件によって、一般的に変数として扱われている。伝熱学上では特に使用する温度の捉え方が重要といえる。ここでは主に、流体の物性値を計算によって求める際に問題となる、温度処理について示す。

基準温度
計算の対象となる流体の温度分布は、必ずしも一様ではない。よって、熱伝達係数を求める際に、どこの温度を基準として計算したかということが、問題に対してのその値の正確さに大きな影響を及ぼす。計算をするときに
基準とした温度を基準温度といい、一般に無限遠温度、主流温度、バルク温度の３つのどれかを用いることが多い。

続・次元解析について

次元解析の制限および範囲について要約をしたLanghaarは、次のように述べている。

　次元解析は「現象が、得られる変数間で次元的に正確な方程式により表すことができる」という一つの前提に基づいて、現象についての情報を推論する方法である。

(当然であるが)この方法の大部分は、長所と短所の両方の面を持っている。それは、いくつかの問題に対しては、それほど苦労もせず、不完全な解答は、ほとんど得られているが、これらの問題についての完全な解答は得られておらず、次元的な理論のみについても、また現象内部のメカニズムについても明らかにしていないと云う事である。

Langhaarも述べているように、次元解析には、長所、短所が存在する。

次元解析のアドバンテージは、問題の理解を容易にし、それに加えて(問題に対する)実験データの適用範囲を拡張する、ヌセルト数のような無次元グループを組み合わせることができることにある。しかし、これには現象の性質に対して情報を得られない、また、前もって、変数が現象にどのような影響を与えるのかを知る必要があるという重大な短所もあることを忘れてはならない。

これらのことを、適切に理解すれば、次元解析は非常に有用な方法と言えるだろう。

次元解析について

指数法
考えている現象に関係している物理量がわかっているとき、これら物理量のべき乗の積により関係する物理量間のすべての組み合わせを表すことができると仮定する方法。

バッキンガムのπ定理
関係物理量の最小必要数がm個であり、物理量を表すのに必要な単位の個数がｎ個であるとき、互いに独立な無次元グループの数は(m－n)個である。

おぼえ書き

DPおぼえ書き（その1）

熱輸送論からいうと、DPの熱輸送過程は、流体移動時に形成される速度境界層と主流部分管に生じる温度差により、いわゆるエンタルピ輸送が行われることによって熱移動がおこるといったものである。

この、エンタルピ輸送は、熱伝達形態の一種である、強制対流と呼ばれるものと同じだといえる。
しかし、ただの強制対流と特徴的に違うことといえば、振動流を用いるため、速度境界層の形成過程が多少異なるといった点であると考えられる。

つまり、一般的な強制対流の場合、助走区間を隔てて、境界層が十分に発達し、ある程度決まった厚さの温度境界層を形成するのに対し、振動流の場合は振幅にも因るが、熱移動過程の大半の領域において流体の状態が助走区間の域を出ないといったことにある。

この部分にDPの1つの特異な点である非常に高い熱拡散率を持つ原因があると考える。

ＤＰの特徴のひとつとして毛細管を複数束ねて用いるといったことがあるが、束ねて用いる理由をいくつかあげる。

毛細管自体が非常に細く、それゆえに管内に維持できる流体の量が少ない、つまり熱容量が小さいため、温度を保持するのが難しい。
また、当然管内に生じる境界層自体薄いので、境界層に移動した熱が、管壁を通して逃げてしまう。

これを防ぐために似通った熱輸送行程を行っているほかの毛細管を隣に密着することで断熱効果を得ている。

しかし、隣接している管が違う熱輸送行程を行っている場合、当然それは熱移動の抵抗として影響を与えることとなる。

そうはいっても、現実問題としてすべての管でまったく同じ行程を行わせることは不可能である。

これらの問題を解決するために仮に境界層をある程度制御できれば解決できるのではないかというのが今回の研究の目的といえる。

初Blog

Linuxに興味を持ち始め、最近Vine3.1を使いはじめたが、なにぶんlinuxの
設定やら何やらに不慣れなため、忘れてもいいように記録することにした。

あくまでも”記録”であるので当然、内容の保証はできない。
いつまで続くことやら...。