真空中の熱輻射について

直径（外形）14㎝,厚さ３mm、長さ１３㎝ の硬質ガラスの円筒の中心に、直径10㎝,厚さ10mm
のタングステンの円盤がある状態において、この円盤が、８００℃の時 、ガラスの内面の温度は
何度　になるでしょうか？硬質ガラスの円筒形の中は、真空とし、円盤は何等かの方法で仮に
円筒形の中心にあるものとする。また、外気温を６０℃とした場合、ガラスの外側の温度は何度
になるでしょうか。ガラスの熱伝道率は１W・1/m・1/Kとする。
以上、うまく計算が出来ないので教えて頂けないでしょうか！ご指導のほどよろしくお願いします。

No.2 回答者： uen_sap 回答日時： 2016/03/25 11:09

まともに考えてる？

赤外線はそのほとんどがガラスを通過して外部に出る、ガラスの温度はガラスにとどまる赤外線を吸収して温度はあがるが、計算はほとんどできない。
何のための計算か知らないが、ガラスの強度を検討するなら、800℃で計算するしかないだろう。

この回答へのお礼

質問の仕方に問題があり申し訳ありません。800℃で計算します。
次回は、もう少し的をえた質問にしたいと思います。ご指導ありがとうございました。

お礼日時：2016/04/01 12:59

No.1 回答者： optscience 回答日時： 2016/03/25 05:39

何度になるか？だけであれば無限遠時間で60度になります。

（ひょっとしてタングステンはあっためてる？）
が、おそらく時間変化を聞きたいのでしょうから、一応そのあたりも含めて

基本はエネルギーの収支を考えてあげればいいと思います。
どこまで考えるかですが、タングステン表面、真空装置内面、ガラス表面で何が起こってるかを考えてあげればいいでしょう。

タングステンからから放射率と温度、表面積で決まる速度でエネルギーが放射されます

この輻射光がガラスに到達するのですが厳密に考えるならこの放射エネルギーはガラスの吸収分散である一部は透過、ある一部は反射、ある一部は吸収されます。その結果内面はある温度になってるんですが、その温度に沿った際輻射率でエネルギーを戻します

内面と外面は熱伝導係数でエネルギー収支を考える

再表面は大気への輻射と大気からの輻射（60度）、対流による損失

を考慮して各面での収支を考慮してどこで定常状態に落ち着くか微分方程式を解けば行けると思います。
（がどこまで厳密に考えるかで、感覚的にですが、1000kの色温度だと可視域にかなり食い込んでおり、透明材料なのでかなりの光が透過すること、3mmと薄いことからの熱伝導云々あまり寄与してなくて、タングステンの輻射率とガラスの吸収係数が計算に対して支配的な感じはします・・・。）

この回答へのお礼

ありがとうございました。問題の提示が悪く回答に苦慮され申し訳ありません。それでも、適格なご指摘を頂き感謝いたします。

お礼日時：2016/03/28 12:43