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以前にあった質問に対し、再確認したいです。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6559338.html

同じ条件で計算すると、
Input温度 28℃ Output温度70℃  風量200m^3/minのときの発熱量はいくらか?

空気密度1.29(kg/m^3)
空気比熱0.24[kcal/kg ℃]

熱量 = 1.29(kg/m^3)*0.24[kcal/kg ℃]*(200/60 m3/sec)*42Δt = 43.3 kcal/sec

1cal=4.19Jなので、 43.3kcal*4.19=181kJ となりませんか?

私の計算が間違っている場合、どこが待ちがっっているか、訂正してもらえると助かります。

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A 回答 (3件)

>ということは、『181kJ/sec = 181kWh』となります?


なりませんねー。181kJ/sec = 181kW は成り立ちます。

181kJ/sec の単位は J/sec または Watt で、181kWhの Wh は Watt に時間をかけた量で、その単位は J ですから、次元の違う量はイコールで結べません。Watt という単位は J/s と同じです(J/sをWという単位で書いているだけ)。1Watt で発熱している物体が1時間の間に放出するエネルギーは 1W に3600secをかけた 3600J になります( J/s に s をかけると J になる)。したがって 1Wh = 3600J です。Wh という単位は、1W の電力を1時間消費したときの全エネルギー、というのが直感的に分かりやすいので使われているものです。0.1W の電力を10時間消費したときのエネルギーも 1Wh になります。

Watt は学術用語で言うと「仕事率」です。J は「仕事(エネルギー)」です。Wh もエネルギーですが 1Wh = 1J ではなく、1Wh = 3600J になります。

余計分からなくなるかもしれませんがここ(http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%95%E4%BA%8B% …)を参考にしてください。仕事 W が熱エネルギーに相当します。この W は単位のWatt でないです(ややこしい)。
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>181kJ/sec=181kWatt/sec


W = J/s ですから 181kJ/sec=181kWatt になります(/secは不要)。W という単位自身が、1秒あたりという概念を含んでいます( Watt = J/sec )。

>654M Watt/Hということですよね?
Watt/H ではありません。ある時間範囲のエネルギー放出量はANo.1に書いたように
   熱エネルギー(J) = ∫発熱量(W) dt
ですから、1時間のエネルギー放出量は
   181(kWatt)×3600(sec) = 181(kJ/sec)×3600(sec) =6.52×10^8 (J)
になります。

最近話題の電力関係では kWh というのを使いますが、これもWに時間(h)をかけた量で、J と同じエネルギーの単位です。1kWの電力を 1h (3600s) 使ったときの電気エネルギーは
   1kW×3600s = 3600kJ
ですが、これが 1kWh です。つまり 1Wh = 3600J になります。上の 6.52×10^8 (J) を Wh で書き直すと 181kWh になります。
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この回答へのお礼

まず、私の理解力が無いことをお詫び申し上げます。
ここまで丁寧な説明なのに、まだ、解せません。

最初の熱計算に戻って、Δt42℃x200m3/minの1秒間の熱エネルギーは181kJ/sec(=181kW)ですね。 これは理解しました。
それを1時間当たりに計算すると 6.52×10^8 (J) になります。 これも理解しました。
これをWhにすると、181kWhになります。 ということは、『181kJ/sec = 181kWh』となります?  

お礼日時:2011/05/08 13:13

私の回答ですね。


前の回答では、エアーの流量が 200 m^3/min で、入口温度が 28℃、出口温度が 70℃ならば、冷却しているものの発熱量は Q = 181.7 kW になるとお答えしました。発熱量(W:ワット)というのは、1秒あたりに発生する熱エネルギー(J:ジュール)のことなので、1秒間に発生するエネルギーは 181kJ で合ってます。
   熱エネルギー(J) = ∫発熱量(W) dt
なので、発熱量が時間によらず一定なら、熱エネルギー(J) = 発熱量(W)×時間(秒) になります。前の回答でも言いましたが、流体を介した熱伝達を考えるときは、時間あたりの熱エネルギーの変化(熱量)で考えるといいです。
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この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございます。

ということは、1秒間の発熱で考えると、181kJ/sec=181kWatt/sec
Wattは、時間あたりで言うことが多いと思いますので、654M Watt/Hということですよね?
inara1さんが、最初に計算したとおりの回答で正解ってことですよね?

お礼日時:2011/05/08 06:55

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装置の内部温度を50℃程度に抑えるために装置の内容量を0.2m3程度に区切り温度上昇させたくない範囲を集中的に冷却したいのですが、供給量はいくら必要でしょうか?
計算で求めたいのでご教授願います。

Aベストアンサー

70℃という温度が定常状態の(時間が経過しても変わらない)温度であれば計算できます。まず、エアーの出入口温度と流量から、エアーが運んでいる熱量が計算できます。エアーの流量を変えてもその熱量が同じだと仮定すれば、流量を変えたときの出口温度が計算できますから、出口温度を50℃以下にするための流量は計算できます。以下はその計算法です。

出入りするエアーの平均温度を Tin (℃)、Tout (℃)とすれば、エアーが運び出す熱量 Q (W) は次式で計算できます。
   Q = ρ*U*cp*( Tout - Tin ) --- (1)
ρ は空気の体積密度(kg/m^3) = 1.29、U は空気の体積流量(m^3/s)= 60×200 = 12000、cp は空気の比熱(J/kg/K)= 1006 です。Tout - Tin = 70 - 28 なら Q = 6.54×10^8 W = 654 MW というとても大きな値になりますが流量に間違いはないでしょうか。

実際には機器の熱が100%エアーに伝達されてはいないので式(1)の Q は機器の発熱量より小さな値になります。Q は機器の発熱量そのものではないとは言え、機器の発熱量のうち、エアーが運んだ熱量であることには違いないので、式(1)から逆に、エアーの流量 U をどれくらいにすれば Tout を何℃まで下げられるかが分かります。つまり
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Q熱交換の基礎式を教えてください。

熱交換器における基礎式を教えてください。
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Aベストアンサー

 伝熱の計算は非常に難しいのですが、「難しい」と言っているだけでは先に進みませんので、そのさわりを。
 基本式は、Q=UAΔtです。
 Q:交換される熱量
 A:伝熱面積
Δt:伝熱面内外の温度差
  (冷却水入出の差ではない)

 ここで曲者は、U(総括伝熱係数とか熱貫流係数とか呼ばれるもの)です。
 Uの内部構造は、1/U=1/h1+1/hs1+L/kav.+1/hs2+1/h2と表現され、hを見積もる事が大変難しいのです。
 h:伝熱面の境膜伝熱係数、内外2種類有る。
 hs:伝熱面の汚れ係数、内外2種類有る。
 L:伝熱面厚み
 kav:伝熱面の熱伝導率の異種温度の平均、熱伝面内外で温度が異なり、温度によって変化する熱伝導率を平均して用いる。
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 hsは、どの程度見積もるか、、、設備が新品ならZeroとしても良いのですが、使い込むとだんだん増加します。
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>冷却管はステンレス製(SUS304)です。
 →熱伝導度の値が必要です。
>冷却管の中の水の温度は入口が32℃で出口が37℃です。>流量は200t/Hr程度流れております。
 →冷却水が受け取る熱量は、200t/Hr×水の比熱×(37-32)になります。この熱量が被冷却流体から奪われる熱量です。=Q
>冷却管の外径はφ34で長さが4mのものが60本
>冷却管の外径での総面積は25.6m2あります。
 →冷却管の壁厚みの数値が計算に必要です。
 伝熱面積も外側と内側を平均するか、小さい値の内側の面積を用いるべきです。

 まあしかし、現場的な検討としては#1の方もおっしゃっているように、各種条件で運転した時のU値を算出しておけば、能力を推し測る事が出来ると思います。
 更には、熱交換機を設備改造せずに能力余裕を持たせるには、冷却水の温度を下げるか、流量を増やすか、くらいしか無いのではないでしょうか。

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Q風速から風量の計算方法

風速から風量の計算方法

風速10m/sでダクトの表面積が500平方cmだとしたら、どういった計算方式で風量(m3/min)が出るのでしょうか?

Aベストアンサー

10m/s×500cm^2=10m/s×0.05m^2=0.5m^3/s=0.5×60m^3/min=30m^3/min

Q空間に熱源があった場合の温度上昇について

W30m×D15m×H8mの空間にて350Wの熱源が24個入ってる場合、60分経過後は何度空気中の温度が上昇するかご教授下さい。
なお、空間の温度は0℃と仮定し、外部の影響は受けないものとします。

また、空気が水だった場合についてもご教授頂けないでしょうか。

計算式も含め、回答頂けると幸いです。
必要な情報が他にあれば、ご指摘ください。

Aベストアンサー

0℃の空気の比重は
1.293kg/m^3
http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/fluid-dynamics/water-air-bussei.html
なので、
W30m×D15m×H8m(の空気の重さは)
=3600m^3
=(3600m^3)(1.293kg/m^3)(1000g/1kg)
=4654800g
になる。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%88
1w=1J/secだから、350wx24で60分ってことは
350J/s*24*(3600sec)=30240000Jが加えられることになる。

空気の比熱は
1.006J/g・Kなので、
http://www.kdcnet.ac.jp/college/buturi/kougi/buturiko/heat/heat3/tbl-gasspheat.htm
30240000J/(1.006J/g・K)(4654800g)=6.46Kということになり、
温度上昇はだいたい6.5℃になる。

加えられたエネルギー/(体積)(比熱)=温度上昇
ってことだね。
水の場合も比熱と比重を変えるだけで計算できると思うけど、、
比重も比熱も空気と比べて大きいから、ごくわずかの上昇しか無いと思うよ。

0℃の空気の比重は
1.293kg/m^3
http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/fluid-dynamics/water-air-bussei.html
なので、
W30m×D15m×H8m(の空気の重さは)
=3600m^3
=(3600m^3)(1.293kg/m^3)(1000g/1kg)
=4654800g
になる。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%88
1w=1J/secだから、350wx24で60分ってことは
350J/s*24*(3600sec)=30240000Jが加えられることになる。

空気の比熱は
1.006J/g・Kなので、
http://www.kdcnet.ac.jp/college/buturi/kougi/buturiko/heat/heat3/tbl-gassp...続きを読む

Q水の温度上昇の計算式

水の温度上昇の計算式

水をヒーターを使って温度を上昇させる時のヒーター容量の計算式を教えてもらえませんか。
例えば20度の水を90度に70度上げるといった様な。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

ジュールで計算するかカロリーで計算するかにもよりますし水の比熱は温度により多少異なるので近似値になりますが

温度差(Δt)×水の比熱(≒4180J/K・kg)×水の量(kg) で必要な熱量(ジュール数)がわかります
1Jは1W・s(ワット秒)なので
先に求めたジュール数を 「何秒かけて加熱すればいいか」の秒数で割るだけです

例 
30L、20度の水を3分で70度にしたい場合
(70-20)×4180×30=6270KJ
これを180秒で割ると 34.8kw

Q放熱量の計算式と計算を助けてください

 ビニールハウス内に銅管を張りめぐらして,お湯を循環させることで暖房することを設計したいのですが,熱湯を循環させて,何メートルの銅管を巡らしたら放熱量がどれほどになるか,見当がつきません。以下のような条件の場合の,銅管全体からの放熱量とお湯の出口での温度について,計算式と答えを教えていただけないでしょうか。
(1)室内気温:0℃ (2)銅管の長さ:50m (3)銅管の規格:内径10mm,厚さ1mm (4)投入時のお湯の温度:95℃ (5)ポンプによる流速:100リットル/分

 よろしくお願いします

Aベストアンサー

#2です。
補足について、

(1)
1480[W]=1480[J/s]=1480[J/s]*0.24[cal/J]*3600[s/h]*1/1000[kcal/cal]=1280[kcal]h]

この場合、伝熱量を大きくしたいなら、伝熱面積を大きくするに尽きるでしょう。
そのためには、配管を長くするか、複数の配管にする。管を太くするのは効果がない。細い配管をたくさん使う。

(2)
伝熱(放熱)量は、外気とお湯の温度差(平均)に比例します。
お湯の温度が下がる→平均温度差が小さくなる→伝熱量が小さくなる
です。
また、
伝熱量はお湯の温度が下がった分だけではなく、お湯の流量に比例します。
流量が多ければ、温度が少ししか下がらなくても伝熱量は大きくなる。
いずれも、計算式に表されています。式をよく見てください。「納得感」とは関係ありません。
あなたの「理解に欠落」あるのでしょう。
なお、
内径10[mm]の管に100[L/min]の流量だと、流速が20[m/s]以上になる。ふつう液体をこんな流速では流しません。
ポンプが大変でしょう。せいぜい数[m/s]程度までにしましょう。

#2です。
補足について、

(1)
1480[W]=1480[J/s]=1480[J/s]*0.24[cal/J]*3600[s/h]*1/1000[kcal/cal]=1280[kcal]h]

この場合、伝熱量を大きくしたいなら、伝熱面積を大きくするに尽きるでしょう。
そのためには、配管を長くするか、複数の配管にする。管を太くするのは効果がない。細い配管をたくさん使う。

(2)
伝熱(放熱)量は、外気とお湯の温度差(平均)に比例します。
お湯の温度が下がる→平均温度差が小さくなる→伝熱量が小さくなる
です。
また、
伝熱量はお湯の温度が下がった分だけではなく、お湯の流量...続きを読む

Q3相電動機の消費電力の求め方

3相電動機の消費電力の求め方について質問です。

定格電圧 200V
定格電流  15A
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上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Aです。
この場合の消費電力の求め方は
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消費電力 2.4KW

このような計算で大丈夫でしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
この時の一次皮相電力は、5.1kVAで、無効電力Qnは√(5.1^2-4.4^2)=2.6kVar程度になります。

この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

Q交換熱量の計算

問題:「今、40℃の水が10L/minで流れています。この水を10℃まで冷やす時の交換熱量はいくらでしょうか?」
比熱、流量、熱量、温度差を使って解いてみたのですが、結局求めることができませんでした。
どなた様か教えていただくとありがたいです。

Aベストアンサー

普通、ある量の水の温度変化に伴う熱の出入りは
質量*比熱*温度変化
で与えられます。例えば1kgの水が100度変化したら
1000*1*100=100000 カロリー
です。流れている水の場合は上式の質量の代わりに単位時間当たりの質量を使えば同様に計算できます。水の密度は温度によらず1g/mlと仮定すると単位時間当たりの質量は10kg/minなので熱量は
10000*1*30=300000 カロリー/min
になります。単位時間当たりの熱量として出てくることに注意して下さい。

Q熱量について

空気1ccの温度を1度あげるのに必要な熱量を教えてください。

Aベストアンサー

空気の比熱は 1.01 J/g・K です。1gの空気の温度が1度(摂氏または絶対温度で)上昇するのに必要な熱エネルギー量は 1.01 J(ジュール)だという意味です。Jという単位はなじみが薄いと思いますので、cal に換算すると、0.24 cal です(1cal=4.2J)。また、空気の質量ですが、1立方メートルあたりおよそ 13,000gということです


※某hpより抜粋

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む


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