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電験２種過去問【2018年機械 問4】

2022年8月23日

【電熱】間接抵抗加熱の例《空所問題》

　次の文章は、間接抵抗加熱に関する記述である。文中の\(\fbox{空所欄}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
　ニクロムや炭化けい素などで作られたヒータに通電し、発生するジュール熱を利用して被加熱物を間接的に加熱する方式は間接抵抗加熱と呼ばれ、工業分野の電気加熱におてい最も多く利用されている加熱法である。
　この方式の加熱炉では、炉内のヒータに供給する電力を調整して、炉内温度を制御している。この温度制御には、サイリスタを用いた\(\fbox{（１）}\)が多く用いられている。\(\fbox{（１）}\)では\(\fbox{（２）}\)が発生するので、このための対策が必要であるが、制御応答は速い。
　ヒータで発生したジュール熱は、放射、対流、\(\fbox{（３）}\)の組合せによって被加熱物に伝えられ、被加熱物が加熱される。放射ではヒータやヒータによって加熱された炉壁から発生する電磁波（主に\(\fbox{（４）}\)）によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。対流ではヒータによって加熱された炉内の空気の移動によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。対流による被加熱物への熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量）は被加熱物近傍の炉内空気温度と被加熱物の表面温度との温度差\(\fbox{（５）}\)する。また、炉内で被加熱物を保持する物体と被加熱物とが接触する部位からは\(\fbox{（３）}\)によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。

［問４の解答群］

\(\small{\begin{array}{ccc}
(ｲ)&の２乗に比例&(ﾛ)&赤外放射&(ﾊ)&の４乗に比例\\
(ﾆ)&高調波&(ﾎ)&MPPT制御&(ﾍ)&フリッカ\\
(ﾄ)&ガンマ線&(ﾁ)&伝達&(ﾘ)&電導\\
(ﾇ)&瞬時電圧低下&(ﾙ)&可視放射&(ｦ)&に比例\\
(ﾜ)&位相制御&(ｶ)&伝導&(ﾖ)&VAV制御\\
\end{array}}\)

解答と解説はこちら

解答

\(\small{\begin{array}{cc}
\hline(1)&(ﾜ)&位相制御\\
\hline(2)&(ﾆ)&高調波\\
\hline(3)&(ｶ)&伝導\\
\hline(4)&(ﾛ)&赤外放射\\
\hline(5)&(ｦ)&に比例\\
\hline\end{array}}\)

解説

　ニクロムや炭化けい素などで作られたヒータに通電し、発生するジュール熱を利用して被加熱物を間接的に加熱する方式は間接抵抗加熱と呼ばれ、工業分野の電気加熱におてい最も多く利用されている加熱法である。
　この方式の加熱炉では、炉内のヒータに供給する電力を調整して、炉内温度を制御している。この温度制御には、サイリスタを用いた\(\fbox{(ﾜ)位相制御}\)が多く用いられている。\(\fbox{(ﾜ)位相制御}\)では\(\fbox{(ﾆ)高調波}\)が発生するので、このための対策が必要であるが、制御応答は速い。
　ヒータで発生したジュール熱は、放射、対流、\(\fbox{(ｶ)伝導}\)の組合せによって被加熱物に伝えられ、被加熱物が加熱される。放射ではヒータやヒータによって加熱された炉壁から発生する電磁波（主に\(\fbox{(ﾛ)赤外放射}\)）によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。対流ではヒータによって加熱された炉内の空気の移動によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。対流による被加熱物への熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量）は被加熱物近傍の炉内空気温度と被加熱物の表面温度との温度差\(\fbox{(ｦ)に比例}\)する。また、炉内で被加熱物を保持する物体と被加熱物とが接触する部位からは\(\fbox{(ｶ)伝導}\)によってエネルギーが被加熱物に伝えられる。

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Posted by ちゅん