正答1
解説
正解は1です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
伝熱の3つの形態(熱伝導・熱伝達・放射伝熱)と、それらを総合した熱通過の定義を問う問題です。
【選択肢別解説】
1:○ 誤った記述です。
固体壁の表面とそれに接する流体との間の熱移動は、熱伝導ではなく熱伝達といいます。
熱伝導は、固体の内部などで温度の高い部分から低い部分へ熱が伝わる現象です。
沸騰や凝縮のように相変化を伴う場合に極めて大きくなるのも、熱伝導率ではなく熱伝達率です。
2:× 正しい記述です。
放射伝熱は、物体が内部エネルギーの一部を電磁波として放出し、離れた物体がそれを吸収する熱移動です。
間に物質がなくても熱が伝わる点が特徴です。
3:× 正しい記述です。
ステファン・ボルツマンの法則により、放射で伝わる熱量は高温物体と低温物体の絶対温度の四乗の差に比例します。
そのため、火炉のような高温部では放射伝熱の割合が大きくなります。
4:× 正しい記述です。
高温流体から固体壁を通して低温流体へ熱が移る現象を、熱通過または熱貫流といいます。
ボイラーでは、燃焼ガスから管壁を通して水へ熱が伝わる過程がこれに当たります。
5:× 正しい記述です。
熱通過は、高温流体から壁面への熱伝達、壁の中の熱伝導、壁面から低温流体への熱伝達が組み合わさったものです。
【ポイント】
「壁と流体の間は熱伝達、壁の中は熱伝導、両方を通した全体が熱通過」と整理して覚えましょう。
相変化を伴う熱伝達率は非常に大きいので、ボイラーではガス側の熱伝達が伝熱量を左右します。