熱伝導と放熱の影響(3)(自宅でできる液晶観察24)

続いて、断熱材の影響を見てみよう。



一列に並んだセルの真中の一つの熱伝導率を下げてみた。
まず、比較用の、熱伝導率の低い部分がないもの
c0164709_7581389.gif

続いて、真中の25番のセルのみ熱伝導率を1/10にしたもの
c0164709_7584275.gif

そして、最後は1/100にしたもの
c0164709_75922.gif

である。
アルミの熱伝導率が236W/m・Kで、ガラスが1,空気が0.2程度なので金属と他のものは、2桁程度は余裕で異なっている。もちろん、熱の伝わり方は熱伝導だけではなく、対流や放射もあるので、全体として1%程度になるかは分からないけれど、まあ、それなりに差は存在してると思って良さそうな気がする。
途中に熱伝導が悪いところがあると、そこを挟んで温度差が生じる。で内側の均一性は早くなる。
というわけで、ホットステージを断熱材で巻いてみようかという気になっている。

※ところで、こんなシミュレーションをしてみたのは、ホットステージを作る時など、ヒーターがついているブロックと、ついていないブロックの熱接触がわるいと、結構温度が予定とずれることが経験されているため。2つのブロックの接触がわるいと、一気に温度差ができそうな気がする。そして、そのばあいには、ブロック全体の放熱を下げれば(ここでは示していないけれど)温度の均一性は上昇するようだ。

最後に、参考までに、計算につかっているエクセルのVBを示しておく。
パラメータは
B2:外気温、B3:高温部温度 B6:熱容量係数。B7:熱伝導係数、B8:周囲への放熱係数、B9:中間部分の熱伝導率の差の比、B10、B11、計算の繰り返し数とセルに結果を書き込む間隔、B13セルの長さ


Sub NTCond()

Dim Dlength As Integer

Dim Rod(1000) As Double
Dim Rod2(1000) As Double
Dim i As Integer
Dim i2 As Integer
Dim j As Integer
Dim i3 As Integer
Dim intval As Integer

'ReDim Rod(Dlenght)
Dlength = Range("b13")
intval = Range("b11")
Rod(1) = Range("B3")
Rod2(1) = Range("B3")
Cells(2, 4) = 1
For i = 1 To Dlength
Rod(i + 1) = Range("b2")
Rod2(i + 1) = Range("b2")
Cells(i + 1, 4) = i
Next i
i2 = 1
For j = 1 To Range("b10")
For i = 2 To Dlength - 1
If i = Int(Dlength / 2) Then
Rod(i) = Rod2(i) + (((Rod2(i - 1) - Rod2(i)) * Range("B7") + (Rod2(i + 1) - Rod2(i)) * Range("B7") * Range("B9") - (Rod2(i) - Range("b2")) * Range("b8"))) / Range("b6")
i = i + 1
Rod(i) = Rod2(i) + (((Rod2(i - 1) - Rod2(i)) * Range("B7") * Range("B9") + (Rod2(i + 1) - Rod2(i)) * Range("B7") - (Rod2(i) - Range("b2")) * Range("b8"))) / Range("b6")

Else

Rod(i) = Rod2(i) + (((Rod2(i - 1) - 2 * Rod2(i) + Rod2(i + 1)) * Range("B7") - (Rod2(i) - Range("b2")) * Range("b8"))) / Range("b6")
End If
Next i
Rod(Dlength) = Rod(Dlength) + ((Rod2(Dlength - 1) - Rod2(Dlength)) * Range("B7") - (Rod2(Dlength) - Range("b2")) * Range("b8")) / Range("b6")
For i3 = 1 To Dlength
Rod2(i3) = Rod(i3)
Next i3
If j = i2 * intval Then
i2 = i2 + 1
For i3 = 1 To Dlength
Cells(1, i2 + 3) = j
Cells(i3 + 1, i2 + 3) = Rod(i3)
Next i3
End If
Next j


End Sub
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by zam20f2 | 2010-05-29 08:19 | 科学系 | Comments(0)
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