AFT100 定常・非定常熱伝導実験装置 — 教育用・職業訓練用機材1 概要
熱伝導とは、固体、液体、および気体の媒体内において、温度差の影響下で個々の分子間にて熱が輸送される現象のことです。定常熱伝導とは、熱の供給によって熱輸送が恒久的かつ均一に維持されている状態を指す用語です。一方、非定常熱伝導においては、物体内部の温度分布は位置および時間の経過によって変化します。
熱伝導率λは、物質固有の特性であり、温度に依存して変化します。これは、物質内の特定の一点から熱がいかに効率よく伝播するかを示す指標となります。
本装置は、定常熱伝導および非定常熱伝導の双方を研究・学習するために使用できます。装置本体は、熱源とヒートシンク（熱吸収部）から構成されており、その間に異なる金属で作られた円筒形の試料を挿入する構造となっています。各試料には、12箇所の温度測定ポイントが設けられています。これらの測定ポイントは、試料の温度分布に極力影響を与えないよう設計されており、試料内部のコア温度を正確に測定することが可能です。
熱源部には、電気ヒーターにより加熱される温水循環回路が採用されています。電子制御システムにより、加熱水の温度は常に一定に保たれます。一方、ヒートシンク部は水冷システムによって構成されています。高置水槽（オーバーヘッドタンク）を設けることで、冷却水の流量を一定に維持することが可能となっています。
冷却水の流量を適切に調整することで、急激な温度変化（温度ジャンプ）を意図的に発生させることができます。また、PCを接続することで、試料内部における非定常時の温度分布が、時間および位置の経過に伴いどのように変化するかを可視化・表示することができます。なお、本製品の価格にはPC本体は含まれておりません。
試料、加熱水、および冷却水の各温度に加え、電気ヒーターの加熱電力や冷却水の流量といった測定データは、制御盤上のデジタルディスプレイに表示されます。さらに、これらのデータはUSB接続を通じてPCへ同時に送信することが可能であり、付属の専用ソフトウェアを用いて詳細な解析を行うことができます。これらの測定データに基づき、熱伝導率λを算出することが可能です。
2 技術仕様
仕様
金属における定常熱伝導および非定常熱伝導の研究・学習
熱伝導率λの測定・算出
熱源としての温水循環回路（電子制御式）
PID制御機能を搭載した電気ヒーター
冷却水流量を一定に保つためのオーバーフロー機能付き高置水槽
5種類の異なる金属製試料を付属
冷却水の温度および流量の測定機能
デジタル表示機能：電気加熱電力、各部温度、冷却水流量
データ収集用ソフトウェア（USB接続対応、Windows 7 / 8.1 / 10 動作環境）
3 技術データ
ヒーター
出力：800W
温度：20～85°C
試料（直径40mm）
450mm × 3本（銅、アルミニウム、真鍮）
300mm × 2本（鋼、ステンレス鋼）
加熱槽：約2L
冷却槽：約0.5L
高架槽：約6L
温度センサー
K型熱電対 × 12個（試料に沿って配置）
Pt100 × 2個（冷却水内）
Pt100 × 1個（加熱水内）
測定範囲
温度：0～100°C × 14点
電力：0～1000W
流量：0.1～2.5L/min
230V、50Hz、単相
230V、60Hz、単相 ／ 120V、60Hz、単相
UL/CSA対応（オプション）
