黒体平板の場合、放射伝熱による熱移動量は次式で定義される。
F12は形態係数で、図10右図に示す2平行平板の場合は、
で定義される(参考文献[3])。X=a/c、Y=b/cである。
今、a=b=c=0.1[m]、T1=80[℃]、T2=15[℃]とすると、
model radiation Real G; parameter Real A=0.01; parameter Real sig=5.67e-8; parameter Real F12=0.450; parameter Real T1=80+273; parameter Real T2=15+273; equation G=A*sig*F12*(T1+T2)*(T1^2+T2^2); end radiation;
となり、これを実行してG=0.034[W/K]を得る。
伝熱面が黒体でない場合は解析が面倒となるので、1Dモデリングの段階ではある理想的な条件で考えることが多い。すなわち、図11のように物体1が温度T2の物体に囲まれていて、A2≫A1の場合には次式で計算できる。
εは「放射率」といい、物体の温度や表面状態で決まる値である。
次回は、ドライヤーを例に熱の具体的なモデリング方法と、解析結果の妥当性検証の方法などについて紹介する。 (次回へ続く)
大富浩一(https://1dcae.jp/profile/)
日本機械学会 設計研究会
本研究会では、“ものづくりをもっと良いものへ”を目指して、種々の活動を行っている。1Dモデリングはその活動の一つである。
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