元祖 [熱の実験室] 第6回 - 多点式熱電対で水槽の水の温度を測定する

「熱の実験室」のコーナーでは、熱を利用した身近な実験を行なっています。

  第6回(1999年2月)の実験

 お風呂を沸かすとき、底は冷たくても、上だけ熱くなって、かき混ぜなければなりません。投込みヒーターで水槽の水を沸かすと、どのような温度分布になっているのでしょうか?


 ● 実験に使用した器具

■ 多点式熱電対

 φ8のステンレスパイプに、一定間隔に穴をあけ、この穴にφ1.0のシース熱電対を入れ、先端をパイプ表面 から2~3mm露出させてて固定したものです。

 簡単に、多点の温度測定ができます。

測定点数 P(測定点ピッチ) L(パイプ長)
最大10点
50~200mm
最長2m

■ ヒーター

水用投込みヒーター  型番:SWB3010  定格:三相200V 10kW
ニッケルメッキされた銅シースのヒーターです。

■ 温度コントローラ

(1) サーモ30 三相200/220V 10kWまでのヒーターをコントロールできます。
(2) サーモ30S SSR仕様、PID制御方式で、より高精度のコントロールができます。

■ ステンレス水槽

幅460 x 奥行370 x 高さ600

■ データレコーダー

 熱電対からの電圧をデジタル変換して、ノートパソコンに取り込むものを使用しました。

 ● 実験の方法

  •  ステンレス水槽を、屋外のコンクリートの床面に置きました。気温は約10℃です。
  •  水槽にヒーターと温度コントローラに接続する温調用熱電対、多点式熱電対をセットします。水は、水槽の上から100mmの深さまで入れました。水の量 は、約85リットルになります。
  •  温度コントローラの設定温度は80℃にしました。