熱の実験室-新館
第51回 熱風による水の加熱
レッド・イエロー・ピンク・グリーン 4チームが担当
実験実施: 2020年8月、 実験担当: チームイエロー

1. はじめに

 液体を加熱する方法は大きく分けて二つあり、容器内にヒーターを入れ、直接加熱する方法と、容器にヒーターを取り付け、間接的に加熱する方法があります。
 今回の実験では第三の方法として、容器外のヒーターで熱風を作り、その熱風を容器内の配管に通すことで水の加熱を行いました。

2. 実験

 今回は水の温度が低い場合に配管に熱風を流し、水の温度が高い場合は熱風を止めることで、水温を一定に保つ実験を行います。

2-1. 使用したもの


図1 ホットエアービーム タイプS
  • ホットエアービーム タイプS(HAB4310)
    圧縮空気用の熱風発生機で、間欠運転が可能なタイプ
    定格: 単相200V 1.5kW
    ~間欠運転~
     一定時間エアーを流す、一定時間エアーを止める動作を繰り返す運転
  • ホットエアービームコントローラーS(HAC3020)
    ホットエアービーム タイプS専用の温度コントローラー
  • 空圧機器
    レギュレーター、ニードルバルブ、電磁弁
  • フレキシブルチューブ
    ホットエアービームと容器間の配管用、容器内の配管用
  • 容器
    内寸:400 × 200 × 50 mm

    図2 ホットエアービームコントローラーS

    図3 容器とフレキシブルチューブ
  • 三相用サーモスタット
    水の温度制御用

  • 約 2.4 リットル

2-2. 機器構成



図4 機器構成
 コンプレッサー、レギュレーター、ニードルバルブ、電磁弁、ホットエアービームと配管し、圧縮空気をホットエアービームに供給します。ホットエアービーム内で圧縮空気をヒーターにて加熱し、加熱した圧縮空気を容器内の配管へと送ります。 電磁弁とサーモスタットを組み合わせて、温度が低い場合は電磁弁が「開」となりエアーが流れ、温度が高い場合は電磁弁が「閉」となりエアーが止まるようにしました。また、ホットエアービームコントローラーSにもサーモスタットを配線し、送風のON/OFF信号を入力しました。 熱電対にてサーモスタット付近の水温、エアーの出口温度を測定しました。

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