恐らく物理学に興味のある人や、理系出身の方であれば聞いたことある人は多いのではないでしょうか？, ということで今回は両者の定義の違いと、気象など身近に用いられている例も合わせてわかりやすく解説していきます！, となります。 特長 顕熱と全熱は、蒸気圧力が高くなると増加しますが、潜熱は蒸気圧力が高くなると減少します。 前回も触れましたように、めっき浴加熱系における熱の循環は、次のようになっています。 必要蒸気量の求め方がわかりません。容量2㎥の水を直接加熱で加温する。蒸気圧力0.5MPa、乾き度0.96の蒸気を用いて、20分で20°から80°に上昇させるのに必要な蒸気量を計算せよ。水の密度、比 熱 … すなわち温度が変化していないということなので、この瞬間に発生する熱こそが潜熱というわけです。, 温度が変化していなくても発生するということは、人間の目では確認できないよね。だから「潜んだ熱」と書くんだ。, だけど温度が変わらなくても、熱の移動が必要になる原理はこれでもイマイチつかめないでしょう。, 実はこれには物質を構成する分子の間にある力と、熱振動という2つの要素が関係していました。, そしてこのくっつき具合によって、物質が固体か液体か気体のいずれかに分かれるということです。, しかしそれと同時に分子同士は、互いに離れようという性質もあります。 …より大きな熱を加えた場合も融解が完全に終わるまでは温度は一定に保たれる。物体に熱を与えたとき，その熱量に比例して温度変化が現れる場合，この熱を潜熱に対して顕熱sensible heatということがある。相転移【鈴木 増雄】。, 空調負荷計算では、熱負荷を「潜熱」と「顕熱」に分けて考えます（表-1参照）。一般に空気は質量にしてわずか1〜3％の水蒸気しか含んでいませんが、このわずかな水蒸気が空気の熱量変化に大きな影響を与えます。 熱収支式を解く目的は左辺が与えられているとき， 右辺の未知量（地表面温度，顕熱輸送量，潜熱輸送量，地中伝導熱） を求めることである。 その際，気象条件（放射量，気温など），地表面のパラメータ（粗度など） 及び地中の熱的パラメータなどは既知とする。 メタデータをダウンロード RIS形式 (EndNote、Reference Manager、ProCite、RefWorksとの互換性あり), ある計算ソフトで計算したのですが 手計算での計算式と違う求め方をしていたので 詳細ご存知の方いらしましたら ご指導お願いいたします 計算ソフト 潜熱=3000×V× T 顕熱=1.2×V× T V=風量（ /秒） T=絶対湿度差 手計算 潜熱=[m3/h. このサイト内にて、3DCAD推進者として活躍される株式会社飯沼ゲージ製作所の土橋氏がコラムを連載していますのでご紹介します。3DCADやCAEの話題が中心のコラムです。ぜひご覧ください。 All rights reserved. 第一巻『強度計算』, マイクロメーターヘッド さて結論からになりますが、潜熱と顕熱の定義をそれぞれ一言で簡単に説明しましょう。 このようになります。 また難しい漢字ですが、読み方についてはそれぞれ 1. 2 蒸気圧・蒸発潜熱. ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 - 潜熱の用語解説 - 物質が温度を変えないで，その状態 (気体，液体，固体) を変えるために吸収または発生する熱。たとえば融解熱 (→融解 ) ，気化熱 (蒸発熱または昇華熱) などがある。潜熱は単位量 (1g，1kg，または 1mol) あたりに要する熱量で表わされ. 熱計算：例題2 空気加熱 ＜表の右側は、熱量をcalで計算した結果を示します。 流量10m3/minで温度0℃の空気を200℃に加熱するヒーター電力。 条件：ケーシング・ダクトの質量は約100kg（ステンレス製）保温の厚さ100㎜で表面積5㎡、外気温度0℃とする。 当サイト上のコンテンツの著作権は株式会社ミスミに帰属します。無断利用・転載を発見した場合は、法的措置を取らせていただくことがあります。, 注）0.1Mpa・G=1.0Kg/cm2･G（旧表示）、KJ=0.2389KCaL、KCaL=4.186KJ. 本表では圧力基準で示しています。通常使われている蒸気ボイラーの圧力は、圧力計で表示されるため、ゲージ圧力（Mpa・G、圧力計の読み値）を基準にした温度・熱量を【表1】に示しました。, 表の説明をしましょう。 いま、ゲージ圧力0.2Mpa・Gの蒸気を使ったとすると、蒸気1Kgについて、全熱は2,725 KJ/kgの熱量がありますが、めっき浴の加熱に利用できる熱量は、2,163 KJ/kgであることが、この表から読み取れます。. 蒸気の乾き度とは、蒸気中の気相部分と液相分の重量割合のことです。 また、飽和蒸気が保有する熱量＝全熱は、顕熱と潜熱の和ですが、乾き度は実際の蒸気の全熱量に影響します。 ある計算ソフトで計算したのですが 手計算での計算式と違う求め方をしていたので 詳細ご存知の方いらしましたら ご指導お願いいたします 計算ソフト 潜熱=3000×v× t 顕熱=1.2×v× t v=風量（㍑/秒） t=絶対湿度差 手計算 潜熱 全熱 0.001 100 419 2,257 2,676 0.1 120 505 2,202 2,707 0.2 134 561 2,163 2,725 0.3 144 605 2,133 2,738 0.4 152 640 2,107 2,748 0.5 159 670 2,085. その内訳は、顕熱と潜熱であり、全熱＝顕熱+潜熱となります。顕熱と全熱は、蒸気圧力が高くなると増加しますが、潜熱は蒸気圧力が高くなると減少します。 お互いにくっつこうとする力と、離れようとする力の2種類が働いているわけですが、この2種類の力の均衡を崩す要因が熱エネルギーとなります。, 物質がある一定の温度まで上がると、分子同士でくっつこうとする力よりも、離れようとする力が大きくなって状態変化が起きる, ということになるのです。 蒸気の全熱量の計算で 飽和水の顕熱＋蒸発熱（潜熱）であるとある本に記載されてました。 氷から水に変わる時の潜熱と氷の顕熱を加えなくても良いのですか？ 蒸気の全熱量＝飽和水の顕熱＋蒸発熱（潜熱… 世の中にある全ての物体は、一定の気圧下では温度が上がるにつれて, と変化します。 #01 SOLIDWORKS WORLD 2018レポート, それでは、蒸気は具体的にどのくらいの熱量をもっているのでしょうか。これを示したものに「蒸気表」があります。 び排ガス温度、排ガス水分率から計算）が煙突高さで排出され、これを燃料の発熱量（顕 熱・潜熱）から差し引いたものが地上付近で大気に排出されると仮定し、高さ別の年間 排熱量を求めた。一方、煙突のない（又はデータのない 乾燥装置 KENKI DRYER の乾燥熱源は飽和蒸気です。乾燥させる際に消費した蒸気量をエネルギー量への換算するには「経済産業省の蒸気の換算方法」が参考になります。蒸気量換算の計算には蒸気の比エントロピーを使用し. 潜熱とは、水が液体から気体へ相変化する際に外部から受け取ったエネルギーで、気化熱とも呼ばれます。 測定面の種類 このサイト内にて、プラスチック金型設計を主要事業とする株式会社モールデック石田氏による「金型設計『虎の巻』」が連載中です。金型設計における重要な基礎知識や注意点などが学べます。知識向上にぜひお役立てください。 4.2.1 蒸気圧・蒸発潜熱を用いた基礎計算 蒸気圧式 工業的に蒸留装置などを作る場合には、蒸気圧と温度の正確な関係が必要になる。物質の蒸気圧と温 度の関係を熱力学的に導出したのが、式(6.1)に示すクラウジウス と表されます。 1 冷暖房負荷計算法 p.86～ 冷暖房負荷計算の目的 夏・冬のピーク負荷→ 機器容量・ダクト寸法等の決定 年間の負荷→ エネルギー使用量，経済性評価 手計算 壁貫流熱 全日射 すき間風 冷水 温水 熱取得 →全熱交換器へ 例えば、エアコンも潜熱を用いた機器の一つで、冷媒の蒸発と凝縮を利用して室内と室外の熱交換を行っています。 4.8 伝熱の基礎方程式 伝熱 に関する 基礎方程式 は 検査体積 に出入りする 熱量 の保存を考えることによって得られ、一般にはこの式のことを エネルギー保存式 といいます。, 4.2.1 蒸気圧・蒸発潜熱を用いた基礎計算 蒸気圧式 工業的に蒸留装置などを作る場合には、蒸気圧と温度の正確な関係が必要になる。物質の蒸気圧と温 度の関係を熱力学的に導出したのが、式(6.1)に示すクラウジウス と表されます。.つまり、1と2の混合する割合を調節すれば、3を直線上のどこにでも持ってくることができます。また、冷房であれば1の空気の温度や水蒸気量の調節が可能です。暖房であれば2の空気の調節が可能なので3は、ほぼ自由自在に決定することができます。, 熱の基本的な概念である熱量、比熱、熱容量について学びます。 まず、熱とは何かについて説明しましょう。 熱とは、物質間のエネルギーの流れのことを意味します。必ず高温の物質から低温の物質に移動するという性質があります。 総括熱伝達係数U 再度、確認を行いますが、現在行っていることは、「二重管式熱交換器の微小区間dLにおいて、内管と外管との間で交換される伝熱速度dq[W]の計算」です。 伝熱速度dq[W]は ①内管と外管を隔てる配管の. 体内から水分として出た汗は温度調節の役割を担っているのですが、その原理はやはり潜熱にありました。, 周囲の気温が高い時に出る汗は、そのまま蒸発して水蒸気となります。 圧力は圧力計の示す蒸気圧力です。比エンタルピーとは、そのゲージ圧力における蒸気1kgがもっている熱量のことです。 ③蒸気の全熱（上記①の顕熱と②の潜熱の和）は圧力上昇に対して、低圧域では少し増加するものの、ほぼ一定である。（しかしながら、圧力 3.2MPa 付近からは逆に減少し、臨界点に至っては潜熱が零となります。） 図 1.3 蒸気及び飽和水の熱量と圧力の関係 熱計算：例題2 空気加熱 ＜表の右側は、熱量をcalで計算した結果を示します。 流量10m3/minで温度0℃の空気を200℃に加熱するヒーター電力。 条件：ケーシング・ダクトの質量は約100kg（ステンレス製）保温の厚さ100㎜で表面積5㎡、外気温度0℃とする。 4.2 蒸気圧・蒸発潜熱 4.2.1 蒸気圧・蒸発潜熱を用いた基礎計算 蒸気圧式 工業的に蒸留装置などを作る場合には、蒸気圧と温度の正確な関係が必要になる。物質の蒸気圧と温 潜熱は上の画像だと青い線で塗った箇所、顕熱は赤い線で塗った箇所です。, となります。 潜熱は「せんねつ」 2. 温度が変わらない時の熱が潜熱、温度が変わる時の熱が顕熱ということなんですね。, 温度が上がったり下がれば熱が移動するのはわかるけど、温度が変わらなくても熱が移動するってどういうこと？, 改めて潜熱についての定義をおさらいしますと、物体の温度が変わらない状態で移動する熱を指します。, では「温度が変わらなくても熱が移動する」時の状態って、一体どういう時なんでしょうか？, これについては、水を使ってわかりやすく解説していきます。 潜熱 r＝ｈ”－ｈ’＝2,257 kJ/kg, （蒸気が保有する潜熱の顕熱に対する大きさ） ＝2,257／419＝5.3866≒5.39, 表 1.1 に、比較的身近に存在する物質である水、アンモニア、メタノール、エタノールの熱物性を掲載しています。相対的に水の蒸発熱が著しく大きいことが分かります。, 圧力が上昇すると、飽和に至るまでにはさらに熱量が必要で、温度も相変化なく上昇します。即ち、顕熱と飽和温度の両方が増加します。この関係を示すものが、図 1.2 の蒸気飽和曲線です。この曲線上では、水も蒸気も同じ飽和温度で共存し得ます。曲線より下は未だ飽和温度に至っていない水であり、曲線より上は過熱蒸気です。, では、蒸気や飽和水の熱量は、圧力の上昇と共にどうなるのでしょうか？図 1.3がその関係を示すグラフです。この図から、次のことが簡単に読み取れます。, ③蒸気の全熱（上記①の顕熱と②の潜熱の和）は圧力上昇に対して、低圧域では少し増加するものの、ほぼ一定である。（しかしながら、圧力 3.2MPa 付近からは逆に減少し、臨界点に至っては潜熱が零となります。）, ここで注意すべきことは、圧力の上昇に伴い、蒸発に必要な潜熱が減少することです。これは、圧力の高い蒸気ほど利用できる潜熱が少ないこと意味します。例えば、表 1.2 の飽和蒸気表より、圧力 0.5MPa と 1.0MPa の潜熱 r は、各々 2,085kJ/kg、1,998kJ/kg と、1.0MPa の方が小さく、また何れも大気圧 0.0MPaでの 2,257kJ/kg より小さな値になっています。, 次に、蒸気の比容積と圧力の関係を図 1.4 で見てみます。図から明らかなように、比容積は低圧域では大きく変化し、高圧になるにつれて小さくなる反比例的な変化を示します。圧力が高いほど単位質量（1kg）当たりの潜熱は減少しますが、その容積も減少し、結果として単位容積（1m3）当たりの潜熱は増加します。従って、蒸気圧力を高くすることにより、相対的に小さなサイズの蒸気輸送管でより多くのエネルギーを運ぶことが可能です。このことは蒸気配管系の設計に際して考慮されるべき重要ポイントの１つです。, 蒸気はボイラで生成されて各使用場所へ輸送されますが、ボイラで水分を全く含まない蒸気を生成することは、まず不可能に近く、不可避的に多少の水分を含んでしまいます。しかしながら、蒸気を使用する側からすれば、水分を全く含まない乾き飽和蒸気が望まれます。この水分含有量の少なさを乾き度（Dryness fraction）と呼んでおり、乾き度が高いほど‘蒸気の質, 乾き度（χ）は、蒸気の重量に対する渇き蒸気の重量比率です。例えば、蒸気が 5％の水分を含んでいる場合の乾き度は、0.95 です。因みに（１-χ）を湿り度と呼んでいます。ボイラ出口の蒸気の乾き度は、概ね 0.95～0.98 で す。湿り飽和蒸気の持つ熱量（比エンタルピー h）は、図 1.1 の記号を用いると次式で表されます。, フラッシュ蒸気（Flash steam）という言葉は、一般的に、復水レシーバのベントやスチームトラップ二次側の開放復水配管から生じる蒸気を表現するために使われています。熱を加えないのにどうして蒸気が生成されるのでしょうか？フラッシュ蒸気は、ある圧力の水がそれより低い圧力に晒されるとき、その水の温度がその低い圧力の飽和温度より高い場合に必ず発生します。, 例として、復水がスチームトラップを通過する場合を考えます。このようなケースでは、一次側の温度は、フラッシュ蒸気を発生させるのに十分高い場合が殆どです。, 図 1.5 において、スチームトラップ一次側の圧力が 0.5MPa で、その飽和温度 159℃の復水 1kg が、大気開放（0.0MPa）の復水配管へ排出されています。, 表 1.2 より、0.5MPa の飽和温度の復水 1kg が保有する顕熱は 671kJ です。熱力学の第 1 法則より、流体の全熱量はスチームトラップの高圧側と低圧側で等しく、これは一般にエネルギー保存則に従うものです（スチームトラップ内での放熱や流路抵抗による熱損失は無視しています）。従って、低圧側へ流れた水 1kg も 671kJの熱を保有することになります。しかし、圧力 0.0MPa 下での水は 419kJ の熱しか保有できず、671－419＝252kJ の熱の不均衡が生じてしまいます。これは、水の側から見れば余剰熱となりますが、この余剰熱が復水の一部を沸騰させて、いわゆるフラッシュ蒸気を生成させます。, 従って、トラップの高圧側では液体として存在していた復水 1kg は、低圧側では、液体と一部蒸気の形で存在することになります。, フラッシュ蒸気の生成割合は、その最終圧力における余剰熱と潜熱の割合と考えることができます。, 重要なことは、フラッシュ蒸気は単に蒸気システム内やその終端出口で自然発生的に生じる現象としてとらえるのではなく、蒸気の有効活用のために積極的に利用すべきものだということです。フラッシュ蒸気を利用するための代表的な機器として、フラッシュタンクがあります。, 蒸気がエネルギーの運び手として広く利用されている主な理由として、保有潜熱が大きいこと、水が地球上に多量に存在して経済的であること等は既に述べた通りですが、その他にも次の点を挙げることができます。, スチームトラップにとっては、水の凝固点が 0℃であるため、地域によっては凍結防止対策を要することも挙げられます。, スチームトラップには様々な形式があり、それぞれに特長があります。それらの特長が使用条件に適合するかどうかをしっかり判断することにより、適切な選定を行うことができます。, 蒸気と復水の比容積の差が大きいため、蒸気が凝縮するとすぐに新たな蒸気が供給される。, ボイラでの蒸気生成過程やその後のプロセスで空気等の混入を完全防止することができず、その混入空気によって伝熱効率が低下する。, 蒸気を生成する原水は純水ではないために酸化腐食の原因となる不純物が溶存しており、蒸気生成過程でそれらを完全除去できない。. 顕熱と潜熱の合計を全熱（エンタルピ）と呼びます。 標準大気圧において水の状態変化は以下のようになります。 ※ 蒸気を加圧した場合は温度が上昇して顕熱が発生します。 本資料のご利用に際して、弊社は一切の責任を負い ませ. ・測定装置として、使用する場合、平面タイプが一般的です。, 3DCADデータアップロードで、即時見積もりと加工、最短1日出荷のmeviy（メヴィー）。 沸点にいたるまでは温度を1℃上昇させる4.2kjの顕熱を必要とします。 100℃の水から同じ100℃の蒸気に変化させるために2,264kjの潜熱を必要とします。 0.7MPaの圧力下において1kgの蒸気を発生させるための熱量を示します。 この計算だと、0.2MPagの飽和蒸気が凝縮して0.2MPagの飽和水になり、更に0.2MPagの飽和水が0℃の水になる場合の必要蒸気量です。 即ち 飽和蒸気の凝縮潜熱+飽和水の顕熱低下で1000Kgの水を10℃上昇させる場合です。 蒸気の全熱 ｈ”＝2,676 kJ/kg 「再熱負荷」とは 前項、顕熱比（SHF）では、冷房状況を家庭用のルームエアコンでイメージした図-1を再掲しました。しかしながら家庭用のルームエアコンは、冷却コイルで顕熱も潜熱も取り除けますが、室内気温の安定を目的に運転制御されており、湿度については成り行き状態です。 潜熱回収型（高効率）ガス給湯器は，ガス燃焼熱を2段階にわたって回収することで，エネルギー の利用効率を一層高めたものである。・第1段階：ガス燃焼熱（約1500度）との1次熱交換により熱を回収するもので，従来型と同様の熱. 蒸気は、水が蒸発して気体になったものだから、『湿っている』のが当たり前というイメージの方が多いかも知れません。, 実は蒸気にもベタベタの湿り状態から、カラカラの乾き状態まで色々あり、その度合いを“乾き度”または“湿り度”で表現します。, また、飽和蒸気が保有する熱量＝全熱は、顕熱と潜熱の和ですが、乾き度は実際の蒸気の全熱量に影響します。, 例えばある圧力にある蒸気が乾き度100%(湿り度0%)の状態というのは、その圧力における飽和蒸気の潜熱の100%を有している蒸気ということで、逆に乾き度0%(＝湿り度100%)の蒸気というのは、その圧力における飽和蒸気の潜熱を全く有していない、つまり顕熱のみの飽和水(ドレン)ということです。, ちなみに乾き度100%を超えた蒸気は？・・・乾き度の定義としては100%以上は無いわけですが、計算上も実際も存在します。これは飽和温度よりも高い温度を持つ過熱蒸気と言うことになります。, 飽和蒸気表には、比エンタルピー(h)や比容積(v)、比エントロピー(s)、などが示されていますが、これらの値のうち、飽和蒸気の値は全て乾き度100%の蒸気におけるものであり、飽和水の値は湿り度100%の蒸気（＝飽和水）の値です。 従って、乾き度[%]の蒸気の比容積(v)、比エンタルピー(h)、比エントロピー(s)を数式で表すと下記の通りとなります。, 分離効率98％を実現!! これは蒸気の持つ熱エネルギーのうち、潜熱と呼ばれるエネルギーが、蒸気から被加熱物に移動した結果です。 潜熱と顕熱. このサイト内にて、ミスミグループの機械設計会社である株式会社ダイセキの技術士、孝治氏による「ダイセキのメカ設計道場」が展開中です。ピックアンドプレースユニットの設計を通じて装置設計に必要な計算や検討事項などが学べます。知識向上にぜひお役立てください。, 3DCADデータアップロードで、即時見積もりと加工、最短1日出荷のmeviy（メヴィー）。 水道の蛇口をひねると、液体の水が出てきます。コップに入れても、液体の状態は変わりませんね。, そしてやかんに入れて沸騰させると、ブクブクと泡を立てて沸騰し、水蒸気になっていきます。, また理科の実験を思い出してほしいのですが、それぞれの状態変化が起きる時の温度は0℃と100℃でしたね。, この2つの温度はそれぞれ融点と沸点と呼びます。 そして重要なのが、これらの温度時に状態が変化しても、温度計の目盛りは変化しないことです。, 0℃の時に水は氷に全て変化し、100℃の時に水は水蒸気に全て変化します。 しかし、この熱負荷さえ計算できるようになれば、空調設計の基本は全てできるようになったといえるのではないでしょうか。 では、負荷をどのように計算していくのかということですが、顕熱と潜熱を別々に計算しなくてはいけません。 外気（隙間風）による負荷（qo）関連ページ 構造体負荷（qs-1） 構造体が太陽放射熱の影響を受けない場合 qs-1=K・A・⊿t 構造体負荷（qs-2） 構造体が太陽放射熱の影響を受ける場合 qs-2=K・A・ETDn ガラス面負荷（qg ） ガラス面負荷.
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