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配管の中の温水と配管の表面温度はだいたい同じ温度と考えていいでしょうか?
配管材質はsus304
温水は80度です。
だいたい同じだと自分も思うのですが詳しい方教えてください。よろしくお願いします。

gooドクター

A 回答 (6件)

十分に断熱されている場合は、ほぼ同じになります。

(定常状態の場合)
断熱されていない場合は、表面熱伝達率により、周囲温度との温度勾配が異なります。
例えば、断熱無しで、80SUの一般配管用ステンレス鋼管(JISG3448)の場合は、内径85.1mm、外径89.1mmで、熱伝導率=16.7w/m・K、表面熱伝達率=10w/㎡・K、内面熱伝達率=7000w/㎡・K、流体温度80℃、周囲温度20℃の場合は、表面温度=20+(80-20)×(1/(10×0.0891)/(1/(10×0.0891)+(0.0891-0.0851)×ln(0.0891/0.0851)/16.7+1/(7000×0.0851))≒79.91℃となります。
ちなみに鋼管の場合は、熱伝導率=388w/m・K、外径89.1mm、内径81.1mmなので、表面温度=20+(80-20)×(1/(10×0.0891)/(1/(10×0.0891)+(0.0891-0.0811)×ln(0.0891/0.0811)/388+1/(7000×0.0811))≒79.906℃です。
鋼管の方が熱伝導率は高いですが、管の肉厚が厚い為に内面の熱抵抗が大きくなり、結果として表面温度は低くなっています。(表面の熱伝達率は外径が等しいので同じです)
どちらにしろ、表面温度は、ほぼ流体温度と等しくなります。(室内の水平配管で、表面が自然対流熱伝達の場合)
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だいたいで良ければ、だいたい同じですね。

数度程度の違いでしょう。
内径数ミリなのに肉厚で数十センチとかものすごい肉厚の壁とかでない限り何十度も変る事はないです。
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停滞してれば同じくらいになりますが、


それでも温度勾配はできますよ、ステンレスは保温性が高いです。
流れていればなおさら勾配は大きくなります。
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No.2です。

あらら、間違い。「配管」の部分が、正しくは下記ですね。

配管の内面=温水の温度(ただし定常的に同じ温度の場合)
 ↓
(配管の厚さに従って温度低下。配管が厚いほど、熱伝達の小さい材質ほど、温度が下がる) ←「熱伝達の大きい」は間違い
 ↓
配管の外面=周囲の空気への伝熱・放熱によって決まる温度(温水の温度よりは低い)
 ↓
周辺の空気:伝熱の仕方によって決まる温度(配管に近いほど、離れた場所の空気の温度より少し高いはず)

のような感じになります。
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配管の内面=温水の温度(ただし定常的に同じ温度の場合)


 ↓
(配管の厚さに従って温度低下。配管が厚いほど、熱伝達の大きい材質ほど、温度が下がる)
 ↓
配管の外面=周囲の空気への伝熱・放熱によって決まる温度(温水の温度よりは低い)
 ↓
周辺の空気:伝熱の仕方によって決まる温度(配管に近いほど、離れた場所の空気の温度より少し高いはず)

のような感じになります。

 配管の周りを「保温材」で覆えば、周囲の空気への伝熱・放熱が減って、配管外面の温度を温水の温度により近い温度にできると思います。
 また、周辺の空気を強制的に循環させて、次々に冷えた空気が供給されるようにすれば、配管外面の温度はより下がるでしょう。

 「計算」で求めるのは、もろもろの条件が関係するので難しいでしょう。
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詳しくないですが


配管内を温水が常に流れていて、80℃で一定であるとして
配管の外は外気温で20℃だとすれば
管の外側は外気温で冷やされてるはずです
だから管内が80℃であっても、管外はそれ以下になります
ここらへんは、管に接してる物質が何だとか、外側が何度だとかが分かれば計算で出せるんではないでしょか

同じ温度だと考えていいかどうかは、なんとも判別つきません
どの範囲まで同じ温度だと考えていいか分からないからです
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