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熱の移動の基礎(熱伝達・熱伝導・熱通過・平均温度差)ミニテスト【第2回】

熱の移動の基礎(熱伝達・熱伝導・熱通過・平均温度差)」の内容から出題するミニテスト第2回(全5問)です。熱通過率を上下させる要因(スケール・油膜・霜・フィン)や、平均温度差に関する問題を中心に出題しています。

熱の移動の基礎 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

第1問

水冷凝縮器の水側にスケール(水あか)が付着した場合の影響として、最も適切なものはどれか。

(1)スケールは熱伝導率が高いため、伝熱が促進される
(2)スケールにより熱通過率が低下し、凝縮能力が落ちる
(3)スケールは冷媒側に付着するため、水側の伝熱には影響しない
(4)スケールが付着しても流速が上がるため、熱伝達率は変わらない
(5)スケールは蒸発器でのみ問題となる

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正解:(2)スケールにより熱通過率が低下し、凝縮能力が落ちる
スケール(水あか)は水冷凝縮器の水側に付着し、断熱層として働くため熱通過率を低下させます。その結果、凝縮能力が低下します。定期的なスケール除去が大切です。

第2問

熱通過率を上げるための対策として、誤っているものはどれか。

(1)冷却水の流速を上げる
(2)伝熱面にフィンを追加する
(3)スケールを除去する
(4)蒸発器の除霜(デフロスト)を行う
(5)冷媒側の油膜を厚くする

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正解:(5)冷媒側の油膜を厚くする
油膜は断熱層として熱通過率を下げる原因になります。油膜を厚くすると伝熱がさらに悪化します。流速を上げる、フィンを追加する、スケール除去、デフロストはいずれも熱通過率を上げる有効な対策です。

第3問

熱通過における交換熱量の計算式 Φ=K×A×Δtm の各記号の意味として、誤っているものはどれか。

(1)Φは交換熱量〔W〕を表す
(2)Kは熱通過率〔W/(m²·K)〕を表す
(3)Aは伝熱面積〔m²〕を表す
(4)Δtmは平均温度差〔K〕を表す
(5)Δtmは高温流体と低温流体の入口温度差を表す

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正解:(5)Δtmは高温流体と低温流体の入口温度差を表す
Δtmは「平均温度差」であり、高温流体と低温流体の温度差の平均値です。入口だけでなく出口の温度差も考慮して算出されるため、単なる入口温度差ではありません。

第4問

固体表面と、それに接する流体との間の熱移動を表す用語として、最も適切なものはどれか。

(1)熱伝導
(2)熱通過
(3)熱伝達
(4)熱放射
(5)熱拡散

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正解:(3)熱伝達
固体表面と、それに接する流体(液体や気体)との間で熱が移動する現象を「熱伝達」といいます。熱伝導は固体内部の現象、熱通過は流体→壁→流体の一連の現象です。

第5問

次の金属材料を熱伝導率が大きい順に並べた場合、正しいものはどれか。

(1)鋼 > 銅 > ステンレス鋼
(2)ステンレス鋼 > 鋼 > 銅
(3)銅 > ステンレス鋼 > 鋼
(4)銅 > 鋼 > ステンレス鋼
(5)鋼 > ステンレス鋼 > 銅

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正解:(4)銅 > 鋼 > ステンレス鋼
熱伝導率は銅が約390、鋼が約50、ステンレス鋼が約16 W/(m·K)です。したがって「銅 > 鋼 > ステンレス鋼」の順番が正しくなります。

結果の振り返り

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0〜2問正解 解説記事を読み直しましょう

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