解説 - 問題 3

(3) 1 $m^3_N$のプロパン（C₃H₈）を、完全燃焼させるのに必要な理論空気量は、【A】[$m^3_N$]である。ただし、空気中の酸素濃度（体積割合）を21%とする。

(4) 炉壁内面温度が800℃の炉で、炉壁外面温度を80℃として側壁外面から周囲への放散熱量を600 W/m²以下とするためには、熱伝導率が0.25 W/(m·K)の炉壁材料を用いた場合、炉壁の厚さを【B】[cm]以上とする必要がある。

(5) 表面の放射率が0.8一定で、温度が1000 K一定に保たれている球体がある。この球体表面から放散される単位面積当たりの放射エネルギーは、【C】[kW/m²]である。ここで、ステファン・ボルツマン定数は、5.67×$10^{-8}$ W/(m²·$K^4$)とする。

(6) 高温の加熱炉の炉壁材として、耐火れんが、耐火断熱れんが、ファイバ系断熱材等が使用される。熱の供給停止に伴う炉内温度の急激な低下を抑止したい場合には、これらの炉壁材の中で、蓄熱性が最も高い【5】を炉内側に使用し、炉外側に高断熱性の炉壁材を使用して炉全体の断熱性を高めることが有効である。