ミニテスト 燃料及び燃焼

伝熱の基礎 ミニテスト【第3回】

伝熱の基礎(伝導伝熱・対流伝熱・放射伝熱)」の内容から出題するミニテスト第3回(全5問)です。対流伝熱の定義・伝熱面積とボイラー能力の関係・水管内の伝熱方式・水管ボイラーに水管が多い理由・熱が水に伝わるまでの経路など総合的な内容を出題しています。

伝熱の基礎 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

対流伝熱(熱伝達)の説明として、正しいものはどれか。

(1)固体の中を分子の振動が伝わることで熱が移動する現象
(2)電磁波によって真空中でも熱が伝わる現象
(3)温められた流体(液体や気体)が移動することで熱が運ばれる現象
(4)金属の中だけで起こる伝熱現象
(5)温度差がなくても起こる伝熱現象

解答を見る

正解:(3)温められた流体(液体や気体)が移動することで熱が運ばれる現象
対流伝熱は、温められた流体が移動して熱を運ぶ現象です。お風呂のお湯が下から温まって上に昇り、全体が温まるのが典型例です。(1)は伝導伝熱、(2)は放射伝熱の説明です。ボイラーでは燃焼ガスが水管の周りを流れて熱を伝えるのが対流伝熱にあたります。

第2問

ボイラーの伝熱面積とボイラーの能力(出力)の関係として、正しいものはどれか。

(1)伝熱面積が大きいほど、ボイラーの能力は小さくなる
(2)伝熱面積はボイラーの能力に影響しない
(3)伝熱面積が大きいほど、ボイラーの能力は大きくなる
(4)伝熱面積が小さいほど、効率よく伝熱できる
(5)伝熱面積は燃料の種類で決まり、構造とは無関係である

解答を見る

正解:(3)伝熱面積が大きいほど、ボイラーの能力は大きくなる
ボイラーで燃焼ガスの熱が水に伝わる面を「伝熱面」といいます。伝熱面積が大きいほど、燃焼ガスと水の接触面積が増えるため、より多くの熱を水に伝えることができ、ボイラーの能力(出力)が大きくなります。

第3問

ボイラーの水管や炉壁の金属板を通じて、外側(燃焼ガス側)から内側(水側)へ熱が伝わる方式は何か。正しいものはどれか。

(1)対流伝熱
(2)放射伝熱
(3)蒸発伝熱
(4)伝導伝熱
(5)凝縮伝熱

解答を見る

正解:(4)伝導伝熱
金属板の中を高温側から低温側へ熱が直接伝わるのは伝導伝熱(熱伝導)です。ボイラーでは燃焼ガスに接した金属の外側から、水に接した内側へと熱が金属板を通じて伝導します。フライパンの取っ手が根元からだんだん熱くなるのと同じ仕組みです。

第4問

水管ボイラーに多数の水管が設けられている主な理由として、正しいものはどれか。

(1)ボイラーの重量を増やして安定させるため
(2)水管の中に空気をためて断熱するため
(3)伝熱面積を大きくして、燃焼ガスの熱を効率よく水に伝えるため
(4)水管を通して燃焼ガスを排出するため
(5)水管の数が多いほど燃焼温度が上がるため

解答を見る

正解:(3)伝熱面積を大きくして、燃焼ガスの熱を効率よく水に伝えるため
水管ボイラーの水管の本数が多い=燃焼ガスと水の接触面積(伝熱面積)が大きい=たくさんの熱を水に伝えられる、ということです。水管ボイラーは何十本、何百本もの水管で伝熱面積を確保し、大きな蒸気量を効率よく生み出しています。

第5問

ボイラーの炉内で燃焼ガスの熱が水に伝わるまでの経路として、正しい順序はどれか。

(1)伝導伝熱 → 対流伝熱 → 放射伝熱
(2)放射伝熱 → 伝導伝熱 → 対流伝熱
(3)対流伝熱 → 放射伝熱 → 伝導伝熱
(4)放射伝熱(または対流伝熱)で燃焼ガスから水管外面へ → 伝導伝熱で金属板の中を通過 → 対流伝熱で水管内面からボイラー水へ
(5)対流伝熱 → 伝導伝熱 → 放射伝熱

解答を見る

正解:(4)放射伝熱(または対流伝熱)で燃焼ガスから水管外面へ → 伝導伝熱で金属板の中を通過 → 対流伝熱で水管内面からボイラー水へ
ボイラー内では3つの伝熱方式が組み合わさって働いています。まず、燃焼ガスの熱が放射や対流で水管の外面に伝わり、次に金属板の中を伝導伝熱で通過し、最後に水管内面から水へ対流伝熱で伝わります。3つの伝熱方式がリレーのように連携しているのです。

結果の振り返り

正解数をチェック!

5問正解 完璧!伝熱の基礎はバッチリです!
3〜4問正解 あと一歩!間違えた問題を復習しましょう
0〜2問正解 解説記事を読み直しましょう

全3回のミニテストお疲れさまでした! → 第1回第2回

解説記事に戻って復習する → 伝熱の基礎(伝導伝熱・対流伝熱・放射伝熱)

解説記事に戻って復習する → 伝熱の基礎(伝導伝熱・対流伝熱・放射伝熱)

※当サイトの画像にはAI生成のものが含まれており、実際の機器・器具とは外観が異なる場合があります。問題・解答の内容には細心の注意を払っておりますが、誤りが含まれる可能性があります。学習の参考としてご活用いただき、最終的な確認は公式テキスト・法令等で行ってください。当サイトの情報に基づく判断によって生じた損害について、一切の責任を負いかねます。

内容の誤りやお気づきの点がございましたら、お問い合わせフォームよりご連絡いただけますと幸いです。正確な情報をお届けできるよう、随時修正してまいります。

-ミニテスト, 燃料及び燃焼