前回の前編に続き、Q＆A、後編です！
今回のクエスションはこのようなものです。
| Question： | 水が流れる配管にヒーターを取り付けた時、流量が等しければ、 A:ヒーターの温度100℃のとき B:ヒーターの温度600℃のとき 温度が6倍なので、水の上昇幅は6倍になるのではないですか？ |
| KAWAI： | 弊社の試験データを確認してみましょう。 水を温める方法のヒントがそこにありますよ！ |
早速確認していきましょう！
では、まず、以前もご紹介した、弊社シリコンチューブヒーターを使用し、流体を加熱した実験データがあるので、見ていただきましょう。
各流量ごとに、流体のin温度、Out温度を記すことで加熱効果が確認できます。
こちらのヒーターの表面温度はおよそ100℃でした。
60mmlと、流量が比較的少ないケースでは、100℃のヒーターでもOUT時水温70℃と、かなり熱を伝えられています。
もう少し流量が多い際でも、6倍となると、沸点を超えてしまうので、およそ100℃まで、チューブ内で瞬間で上げられれば、実験は成功！と言えそうですね。
配管の外径の局面に対応できるのは面状のヒーターです。
その面状ヒーターの中で、最も一般的なシリコンラバーヒーターの耐熱温度はおよそ200℃。
今回は特殊な方法を用いて、600℃のヒーターを配管に巻きつけてみました。
かなり効果が上がっているようです！
しかしながら、流量が多くなるにつれ、先ほどの試験結果である100℃時昇温幅に＋10℃くらいと、物足りない結果となりました。
これは、熱の伝導スピードよりも流れるスピードが勝り、熱が伝わりきらなかったということです。
したがって、ある程度の流量を超える場合、ヒーター温度だけではなく、熱の伝え方に工夫が必要になります。
各流量ごとに、流体のin温度、Out温度を記すことで加熱効果が確認できます。
60mmlと、流量が比較的少ないケースでは、100℃のヒーターでもOUT時水温70℃と、かなり熱を伝えられています。
もう少し流量が多い際でも、6倍となると、沸点を超えてしまうので、およそ100℃まで、チューブ内で瞬間で上げられれば、実験は成功！と言えそうですね。
その面状ヒーターの中で、最も一般的なシリコンラバーヒーターの耐熱温度はおよそ200℃。
今回は特殊な方法を用いて、600℃のヒーターを配管に巻きつけてみました。
6倍なるか！？
上記結果に対し、良い結果が出るよう、- ヒーター温度を600℃に変更。(ヒーター種類やチューブ材も変更)
- チューブ径をφ6⇒φ3へ、パイプ1mm当たりの水の量を減らしました。
- チューブ径をφ6⇒φ3へ、パイプ1mm当たりの水の量を減らしました。
かなり効果が上がっているようです！
しかしながら、流量が多くなるにつれ、先ほどの試験結果である100℃時昇温幅に＋10℃くらいと、物足りない結果となりました。
これは、熱の伝導スピードよりも流れるスピードが勝り、熱が伝わりきらなかったということです。
したがって、ある程度の流量を超える場合、ヒーター温度だけではなく、熱の伝え方に工夫が必要になります。
まとめ！
- ヒーターの温度を倍にしても、流体の昇温幅は倍にはならない。しかし、以下のことが言える。
- 流量が約100ml/min未満の場合
⇒ヒーターの温度を倍以上にすることで、流体の昇温幅はおよそ倍程度になる - 流量が約100ml/min以上の場合
⇒ヒーターの温度を倍以上にしても、熱を伝えきれない
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