熱拡散率(温度伝導率とは?)
早速ですが皆さん質問です!
個体間の温度の伝わりやすさを示すパラメーターって何ですか?
$$ 熱伝導率: λ= (\frac{W}{K・m})$$
と答えていませんか?
これ正しくは間違いです。 正解は、 熱拡散率 です。
熱拡散率は、ウサギと亀のレース展開になりうる
なぜでしょうか。 下の例にとってみましょう。
下の競争では、どちらが早く目標に付くでしょうか。
同じコースの争いでは、当然「ウサギ」が勝ちます。
しかし、それぞれコースが異なるとどうでしょうか。
どちらが勝つか分からなくなります。
変数が2つ登場するからです。 それは、「選手」と「コース」 です。
この「選手」と「コース」が熱では、「伝熱能力(熱伝導率λ)」と「蓄熱能力」に該当します。
この総合能力(物体内部の温度上昇の能力)を熱拡散率(α)といいます。
(物体の側面が急激に加熱される場合に適応される。)
$$ 熱拡散率: α(m2/s)= (\frac{λ}{Cp・ρ})$$
(ここでCpは定圧比熱、ρ(ロー)は密度を指します。)
$$ 温度の伝わりやすさ= (\frac{伝熱能力λ}{蓄熱能力Cpρ})$$

例えば、亀を空気 、ウサギを鉄と見立ててみましょう!
それぞれの温度上昇能力は、
亀(空気)の熱拡散率: 2.17×10^-5 (m2/s) {熱伝導率λ:0.02}
ウサギ(鉄)の熱拡散率: 1.25×10^-5 (m2/s) {熱伝導率λ:49}
なんと走力(熱伝導率)では、圧勝のウサギさんでも、
コース(蓄熱能力)を考慮すると亀(空気)が先にゴール(温度上昇)するのです。
まさに「ウサギ VS 亀」のような展開です。
温度の伝わりやすさ と 熱の伝わりやすさは 必ずしもイコールでは無い のです。
最後に
今回は、”熱拡散率”についてウサギと亀の事例を用いて説明してみました。
お分かりやすかったでしょうか?( ;∀;)
どうかとも温かい目で見ていただければ幸いです。
熱拡散率は、CAEでの計算結果で任意選択で出力できるパラメーターだったりします。
場面的には少ないかもしれませんが、CAE結果レポートなどで熱拡散率を用いて説明すると、かっこいいかもしれません。
最後までご閲覧ありがとうございました。