(57)【要約】【課題】伝熱管の物理量を簡易に測定することを目的とする。【解決手段】物理量測定装置１０は、内側に流体が流れ物理量が既知の単管１２Ａと、内側に流体が流れ、物理量が未知の多重管１２Ｂと、単管１２Ａの外面及び多重管１２Ｂの外面を加熱する加熱装置１４と、単管１２Ａにおける、加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計と、多重管１２Ｂにおける、加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計とを備える。そして、物理量測定装置１０が備える物理量算出装置４０は、温度計によって検出された単管１２Ａの外面温度、温度計によって検出された多重管１２Ｂの外面温度、並びに加熱装置１４からの熱流束を用いて、多重管１２Ｂの物理量を算出する。【選択図】図１
2012154855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第１の管と、
内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第２の管と、
前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱する加熱手段と、
前記第１の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第２の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第２温度検出手段と、
前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第２の管の物理量を算出する算出手段と、
を備えた物理量測定装置。
【請求項２】
前記第２の管は、複数の管が重ね合わされて形成される多重管であり、
前記算出手段は、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度と前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度との温度差を、前記加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、前記第２の管の接触熱抵抗を算出する請求項１記載の物理量測定装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度Tｏｕｔ１、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度Tｏｕｔ２、及び前記加熱手段からの熱流束ｑに基づき、次式によって前記第２の管の熱伝導率λ２を算出する請求項１記載の物理量測定装置。
【数１】
2012154855.tif 000013
【数２】
2012154855.tif 000014
【数３】
2012154855.tif 000015
Ｔｉｎ１：第１の管の内面温度、Ｔｉｎ２：第２の管の内面温度、ｒｉｎ１：第１の管の内径の半径、ｒｏｕｔ１：第１の管の外径の半径、ｒｉｎ２：第２の管の内径の半径、ｒｏｕｔ２：第２の管の外径の半径
【請求項４】
前記加熱手段は、輻射熱によって前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱する請求項１から請求項３の何れか１項記載の物理量測定装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を、間隙をもって金属ブロックで覆い、該金属ブロックを加熱することで、該金属ブロックから発せられる輻射熱によって前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱する請求項４記載の物理量測定装置。
【請求項６】
前記加熱手段によって加熱される前記第１の管の外面、前記第２の管の外面、及び前記金属ブロックの表面には、黒体塗料が塗布されている請求項４又は請求項５記載の物理量測定装置。
【請求項７】
内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第１の管の外面、及び内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第２の管の外面を加熱する第１工程と、
前記第１の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第１温度検出手段で検出すると共に、前記第２の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第２温度検出手段で検出する第２工程と、
前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第２の管の物理量を算出する第３工程と、
を含む物理量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量測定装置及び物理量測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器等に使用される伝熱管の熱抵抗や熱伝導率等の物理量を測定するためには、種々の方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、熱抵抗を測定するための方法として、測定サンプルを加熱軸と冷却軸との間に挟み、測定サンプルの表裏面の温度差と熱量から熱抵抗を求める熱抵抗測定装置が記載されている。
【０００４】
また熱伝導率を測定する方法として、試料にレーザ光を照射し、裏面の温度履歴曲線を解析することによって、熱拡散率及び比熱を求め、試料の密度と求めた熱拡散率及び比熱の積から熱伝導率を算出するレーザフラッシュ法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、伝熱管としての多重管は、複数の管が重ね合わされて形成されるが、管と管とを接合するときの圧力等の条件に応じて多重管としての物理量が決定される。すなわち多重管の物理量は未知の場合があり、形成された多重管を実際に測定しなければ、多重管の正確な物理量を特定できない。また、伝熱管としての単管もその処理によっては、処理前後で物理量が変化し、処理後の単管は物理量が未知となる場合がある。
【０００７】
このため、伝熱管として使用する単管や多重管の物理量を簡易に測定することが望まれている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、試料を例えば丸棒で作成し、試料内の温度勾配を測定しなければならず、又、レーザフラッシュ法は、例えば円盤状にした試料にレーザを照射しなければならない等、伝熱管をそのまま用いるような簡易な方法で、伝熱管の物理量を測定することができない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる物理量測定装置及び物理量測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の物理量測定装置及び物理量測定方法は以下の手段を採用する。
【００１１】
すなわち、本発明に係る物理量測定装置は、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第１の管と、内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第２の管と、前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱する加熱手段と、前記第１の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第１温度検出手段と、前記第２の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を検出する第２温度検出手段と、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第２の管の物理量を算出する算出手段と、を備える。
【００１２】
本発明によれば、加熱手段によって、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第１の管の外面と、内側に流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第２の管の外面とが加熱される。そして、第１温度検出手段によって、第１の管における、加熱手段で加熱されている部分の外面温度が検出され、第２温度検出手段によって、第２の管における、加熱手段で加熱されている部分の外面温度が検出される。
なお、第１の管は、物理量の測定の対照となる第２の管に対して基準となる管であり、予め各種物理量が特定されている。
【００１３】
そして、算出手段によって、第１温度検出手段で検出された第１の管の外面温度、第２温度検出手段で検出された第２の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いて、第２の管の物理量が算出される。
【００１４】
このように、本発明によれば、第１の管の外面温度、第２の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いることにより、第２の管の物理量を算出することで、伝熱管としての第２の管そのものを用いて、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる。
【００１５】
また、本発明の物理量測定装置は、前記第２の管を、複数の管が重ね合わされて形成される多重管とし、前記算出手段が、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度と前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度との温度差を、前記加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、前記第２の管の接触熱抵抗を算出してもよい。
【００１６】
本発明によれば、第１温度検出手段で検出された第１の管の外面温度と第２温度検出手段で検出された第２の管の外面温度との温度差を、加熱手段からの熱流束の値で除算することによって、多重管である第２の管の接触熱抵抗を算出するので、多重管の接触熱抵抗を簡易に測定することができる。
【００１７】
また、本発明の物理量測定装置は、前記算出手段が、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度Ｔｏｕｔ１、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度Ｔｏｕｔ２、及び前記加熱手段からの熱流束ｑに基づき、次式によって前記第２の管の熱伝導率λ２を算出してもよい。
【数１】
2012154855.tif 000003
【数２】
2012154855.tif 000004
【数３】
2012154855.tif 000005
Ｔｉｎ１：第１の管の内面温度、Ｔｉｎ２：第２の管の内面温度、ｒｉｎ１：第１の管の内径の半径、ｒｏｕｔ１：第１の管の外径の半径、ｒｉｎ２：第２の管の内径の半径、ｒｏｕｔ２：第２の管の外径の半径
【００１８】
本発明によれば、第１温度検出手段で検出された第１の管の外面温度、第２温度検出手段で検出された第２の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束に基づいた上記式を用いて、第２の管の熱伝導率を算出するので、伝熱管の熱伝導率を簡易に測定することができる。
【００１９】
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段が、輻射熱によって前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱してもよい。
【００２０】
本発明によれば、輻射熱により非接触で第１の管の外面及び第２の管の外面を加熱するので、接触により加熱する場合に比べて、より均等に加熱することができる。
【００２１】
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段が、前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を、間隙をもって金属ブロックで覆い、該金属ブロックを加熱することで、該金属ブロックから発せられる輻射熱によって前記第１の管の外面及び前記第２の管の外面を加熱してもよい。
【００２２】
本発明によれば、金属ブロックが一旦均等に加熱され、加熱された金属ブロックによって第１の管の外面及び第２の管の外面の加熱が行われるので、第１の管の外面及び第２の管の外面をより均等に加熱することができる。
【００２３】
また、本発明の物理量測定装置は、前記加熱手段によって加熱される前記第１の管の外面、前記第２の管の外面、及び前記金属ブロックの表面に、黒体塗料が塗布されてもよい。
【００２４】
本発明によれば、より効率的に第１の管の外面及び第２の管の外面を加熱できる。
【００２５】
一方、本発明に係る物理量測定方法は、内側に流体が流れ、物理量が既知の伝熱管である第１の管の外面、及び内側に前記流体が流れ、物理量が未知の伝熱管である第２の管の外面を加熱する第１工程と、前記第１の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第１温度検出手段で検出すると共に、前記第２の管における、前記加熱手段で加熱されている部分の外面温度を第２温度検出手段で検出する第２工程と、前記第１温度検出手段によって検出された前記第１の管の外面温度、前記第２温度検出手段によって検出された前記第２の管の外面温度、及び前記加熱手段からの熱流束の値を用いて、前記第２の管の物理量を算出する第３工程と、を含む。
【００２６】
本発明によれば、第１の管の外面温度、第２の管の外面温度、及び加熱手段からの熱流束の値を用いることにより、第２の管の物理量を算出することで、伝熱管としての第２の管そのものを用いて、伝熱管の物理量を簡易に測定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、伝熱管の物理量を簡易に測定する、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量測定装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る加熱装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る物理量算出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る供試伝熱管内部の温度勾配を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る評価対象管を単管とした場合における、供試伝熱管内部の温度勾配を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る物理量測定装置及び物理量測定方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係る物理量測定装置１０の構成図であり、物理量測定装置１０は、熱交換器等に用いられる伝熱管の物理量を測定するための装置である。
【００３１】
物理量測定装置１０は、内側に流体が流れる単管１２Ａ、内側に流体が流れ、複数の管が重ね合わされて形成された多重管（本第１実施形態では、二重管）１２Ｂ、単管１２Ａの外面及び多重管１２Ｂの外面を加熱する加熱装置１４、単管１２Ａ及び多重管１２Ｂへ流体を送出するポンプ１６、並びに単管１２Ａ及び多重管１２Ｂを流れた流体を冷却し、冷却した流体をポンプ１６へ送出する冷却塔１８を備えている。
このように、単管１２Ａ、多重管１２Ｂ、ポンプ１６、及び冷却塔１８は、流体が流れる流路１９によって接続されている。
なお、多重管１２Ｂとは、より詳しくは、複数の管が入れ子状に組み合わされ、対向する外周面と内周面が密着された状態で重ね合わされて形成された多重管である。
【００３２】
本第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、一例として、１本の単管１２Ａと、例えば、形成過程が各々異なる４本の多重管１２Ｂとが配置されている。また、本第１実施形態に係る単管１２Ａは、多重管１２Ｂの物理量を測定するための基準となる管（基準管）であり、単管１２Ａの物理量は既知とされている。一方、多重管１２Ｂは、物理量が未知であり、物理量が測定される対象となる評価対象管とされる。
【００３３】
本第１実施形態では、一例として、単管１２Ａと多重管１２Ｂの内径及び外径は同一とする。また、単管１２Ａ及び多重管１２Ｂの断面は、特に限定されず、丸型であってもよいし、多角形型であってもよい。さらに、単管１２Ａと多重管１２Ｂの材質は同一とする。
【００３４】
なお、以下の説明において、単管１２Ａ及び多重管１２Ｂを区別しない場合は、供試伝熱管１２と総称する。
【００３５】
そして、ポンプ１６から送出された流体は、ストレーナ２０を通過して、分岐された流路１９によって、並列に配置された各供試伝熱管１２に均等に流れる。各供試伝熱管１２を流れた流体は、流路１９が再び集合することによって、集められ冷却塔１８へ戻る。
各供試伝熱管１２とストレーナ２０との間には、各々バルブ２１が設けられており、バルブ２１を閉じることで、対応する供試伝熱管１２への流体の流れを止めることができる。
【００３６】
また、ストレーナ２０よりも下流側には温度計２２Ａが設けられており、各供試伝熱管１２に分配される前の流体は、温度計２２Ａによってその温度を測定される。また、各供試伝熱管１２の出口毎に、流体の温度を検出する温度計２２Ｂ、及び流体の流量を検出する流量計２４が設けられている。
【００３７】
さらに、流路１９は、ストレーナ２０の配置位置よりも上流側で、バイパス流路２６が接続されており、バイパス流路２６は冷却塔１８に接続されている。そして、バイパス流路２６に設けられているバルブ２８の開度を調節することで、各供試伝熱管１２を流れる流体の流量が制御可能とされている。
【００３８】
図２は、本第１実施形態に係る加熱装置１４の断面図である。
加熱装置１４は、輻射熱により対応する供試伝熱管１２の外面を加熱する。加熱装置１４は、輻射熱により非接触で供試伝熱管１２の外面を加熱するので、接触により加熱する場合に比べて、より均等に加熱することができる。
【００３９】
具体的には、本第１実施形態に係る加熱装置１４は、供試伝熱管１２の外面を、間隙をもって金属ブロック３０で覆い、該金属ブロック３０を、外周に巻かれたヒータ３２によって加熱することで、該金属ブロック３０から発せられる輻射熱によって、供試伝熱管１２の外面を加熱する。
【００４０】
これにより、金属ブロック３０が一旦均等に加熱され、加熱された金属ブロック３０によって供試伝熱管１２の加熱が行われる。そのため、例えば、単にヒータによって各供試伝熱管１２の外面を加熱する場合に比べて、各供試伝熱管１２の外面をより均等に加熱することができ、後述する多重管の物理量の測定の精度をより高めることができる。なお、本第１実施形態では、一例として金属ブロック３０として、熱伝導率の高い銅を用いるが、金属ブロック３０として他の金属を用いてもよい。
【００４１】
また、加熱装置１４によって加熱される供試伝熱管１２の外面及び金属ブロック３０の表面には、黒体塗料が塗布されている。これにより、より効率的に単管１２Ａの外面及び多重管１２Ｂの外面が加熱される。なお、黒体塗料は、例えば、黒色等であり、輻射率が高く（例えば、０．９以上）なるものであれば既知の何れでもよい。
【００４２】
そして、第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、各単管１２Ａにおける加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計２２Ｃ、及び多重管１２Ｂにおける加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計２２Ｄを備えている。なお、温度計２２Ｃ，２２Ｄは、供試伝熱管１２における加熱装置１４で加熱されている部分の略中心に配置されていることが好ましい。
【００４３】
このように、ポンプ１６から送出された流体は、同じ状態量（同じ温度及び同じ流速）によって、加熱されている供試伝熱管１２へ流れ、供試伝熱管１２で加熱され、冷却塔１８へ戻ることによって冷却される。なお、供試伝熱管１２へ流れる流体は、冷却塔１８によって例えば２０℃とされ、加熱装置１４は、例えば４００℃に供試伝熱管１２の外面を加熱する。
【００４４】
さらに、物理量測定装置１０は、物理量算出装置４０（図１参照）を備えている。
物理量算出装置４０は、温度計２２Ｃによって検出された単管１２Ａの外面温度、温度計２２Ｄによって検出された検出された多重管１２Ｂの外面温度、並びに加熱装置１４からの熱流束に基づいて、評価対象管である多重管１２Ｂの物理量を算出する。
【００４５】
図３は、本第１実施形態に係る物理量算出装置４０の電気的構成を示すブロック図である。
【００４６】
本実施形態に係る物理量算出装置４０は、物理量算出装置４０全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）４２、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）４４、ＣＰＵ４２による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）４６、各種プログラム及び各種データを記憶する記憶手段としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）４８を備えている。
【００４７】
さらに、物理量算出装置４０は、キーボード及びマウス等から構成され、各種操作の入力を受け付ける操作入力部５０、各種画像を表示する、例えば液晶ディスプレイ装置等の画像表示部５２、及び温度計２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄと接続され、温度計２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｄによって検出された温度を示す温度データを受信する外部インタフェース５４を備えている。
【００４８】
これらＣＰＵ４２、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６、ＨＤＤ４８、操作入力部５０、画像表示部５２、及び外部インタフェース５４は、システムバス５８を介して相互に電気的に接続されている。従って、ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６、及びＨＤＤ４８へのアクセス、操作入力部５０に対する操作状態の把握、画像表示部５２に対する画像の表示、並びに外部インタフェース５４を介した温度計２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｄからの温度データの受信等を行なうことができる。
【００４９】
なお、ＨＤＤ４８には、単管１２Ａの内径、外径、及び各種物理量、並びに各多重管１２Ｂの内径及び外径等を示す供試伝熱管データが記憶されている。
【００５０】
図４は、供試伝熱管１２内部の温度勾配を示す模式図である。図４の実線は、単管１２Ａの温度勾配を示し、破線は、多重管１２Ｂ（二重管）の温度勾配を示している。
図４に示すように、供試伝熱管１２の内面は、流体の温度と略同じであり、外面への加熱によって、その内部において、内面から外面へ向かうに連れて温度が上昇する。
具体的には、単管１２Ａは、内面から外面に向かい連続的に温度が上昇している。一方、多重管１２Ｂは、管と管との接合面（伝熱管接合面）において、急峻な温度変化が生じている。これは、多重管１２Ｂを構成する管と管との接触により生じる接触熱抵抗の影響によるものである。
【００５１】
このように、複数の管が重ね合わされて形成されている多重管１２Ｂは、管と管との接触による接触熱抵抗が生じることとなるが、単一の管で形成されている単管１２Ａには、接触熱抵抗は生じない。
この接触熱抵抗は、管と管とを接合させる際の圧力等の条件によっても変化すると考えられるが、実際の測定によってでしか正確にその値を特定できない。
【００５２】
そこで、本第１実施形態に係る物理量算出装置４０は、接触熱抵抗の無い単管１２Ａを基準として、多重管１２Ｂの接触熱抵抗を算出する。
接触熱抵抗を算出するにあたり、物理量測定装置１０は、各加熱装置１４のヒータ３２へ流す電流値を一致させることによって、各供試伝熱管１２への加熱装置１４からの熱流速ｑ（Ｗ／ｍ２）を一致させる。
その後、物理量測定装置１０は、単管１２Ａにおける加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を温度計２２Ｃで検出すると共に、多重管１２Ｂにおける加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を温度計２２Ｄで検出する。
【００５３】
そして、物理量算出装置４０が備えるＣＰＵ４２は、下記式に基づいて、多重管１２Ｂの接触熱抵抗を算出する。
まず、供試伝熱管１２の内面温度（℃）をＴｉｎとし、供試伝熱管１２の外面温度（℃）をＴｏｕｔとした場合、その温度差ΔＴは、下記（４）式のように表される。なお、αｉｎは供試伝熱管１２の熱伝達率（Ｗ／ｍ２Ｋ）、λは供試伝熱管１２の熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）、ｒｉｎは供試伝熱管１２の内径の半径（ｍ）、ｒｏｕｔは供試伝熱管１２の外径の半径（ｍ）、Ｒは接触熱抵抗（ｍ２Ｋ／Ｗ）であり、各値は供試伝熱管データとしてＨＤＤ４８に予め記憶されている。
【数４】
2012154855.tif 000006
【００５４】
接触熱抵抗Ｒは、単管１２Ａの場合は、０（零）となる。このため、単管１２Ａにおける温度の検出結果から、供試伝熱管１２における熱伝達率に起因する温度差は、下記（５）式のように表される。なお、供試伝熱管１２の内面温度Ｔｉｎは、温度計２２Ａと温度計２２Ｂとの平均値から求められる。
【数５】
2012154855.tif 000007
（５）式における添え字の“１”は、単管１２Ａを示している。なお、外面温度Ｔｏｕｔ１は、温度計２２Ｃによって検出された温度であり、内面温度Tｉｎ１は、温度計２２Ａによって検出された温度、すなわち各供試伝熱管１２へ流れる流体の温度であり、各供試伝熱管１２で共通の温度である。また、熱伝導率λは、単管１２Ａ及び多重管１２Ｂ共に材質が同じであるため、同じであるとする。
【００５５】
そして、本第１実施形態に係る物理量算出装置４０は、上記（４），（５）式に示される関係から、下記（６）式に表されるように、温度計２２Ｃによって検出された単管１２Ａの外面温度Ｔｏｕｔ１と温度計２２Ｄによって検出された多重管１２Ｂの外面温度Ｔｏｕｔ２との温度差を、加熱装置１４からの熱流束ｑで除算することによって、多重管１２Ｂの接触熱抵抗Ｒを算出する。なお、熱流速ｑの値は、ヒータ３２へ流される電流値によって、予め特定されている。
【数６】
2012154855.tif 000008
（６）式における添え字の“２”は、多重管１２Ｂを示している。
【００５６】
以上説明したように、本第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、内側に流体が流れ、物理量が既知の単管１２Ａと、内側に流体が流れ、物理量が未知の多重管１２Ｂと、単管１２Ａの外面及び多重管１２Ｂの外面を加熱する加熱装置１４と、単管１２Ａにおける、加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計２２Ｃと、多重管１２Ｂにおける、加熱装置１４で加熱されている部分の外面温度を検出する温度計２２Ｄとを備える。
そして、物理量測定装置１０が備える物理量算出装置４０は、温度計２２Ｃによって検出された単管１２Ａの外面温度、温度計２２Ｄによって検出された多重管１２Ｂの外面温度、並びに加熱装置１４からの熱流束を用いて、多重管１２Ｂの物理量を算出する。
従って、本第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、伝熱管としての多重管の物理量を簡易に測定することができる。
【００５７】
また、本第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、温度計２２Ｃによって検出された単管１２Ａの外面温度と温度計２２Ｄによって検出された多重管１２Ｂの外面温度との温度差を、加熱装置１４からの熱流束で除算することによって、多重管１２Ｂの接触熱抵抗を算出する。
従って、本第１実施形態に係る物理量測定装置１０は、多重管１２Ｂの接触熱抵抗を簡易に測定することができる。
【００５８】
なお、本第１実施形態では、多重管１２Ｂを二重管とする形態について説明したが、本発明は、これに限らず、多重管１２Ｂを３つ以上の管が重ねあわされた三重管以上としてもよい。この形態の場合、本第１実施形態で算出される接触熱抵抗は、２つ以上の伝熱管接合面で生じる接触熱抵抗の総和となる。
【００５９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本第２実施形態に係る物理量測定装置１０の構成は、図１，２，３に示される第１実施形態に係る物理量測定装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
本第２実施形態に係る物理量測定装置１０は、多重管１２Ｂの熱伝導率（接触熱抵抗を含めた等価熱伝導率）を測定する。
【００６１】
まず、基準管となる単管１２Ａの内面温度と外面温度との温度差ΔＴ１は、下記（７）式のように表される。
【数７】
2012154855.tif 000009
【００６２】
このため、単管１２Ａにおける温度の検出結果から、供試伝熱管１２における熱伝達率に起因する温度差は、下記（８）式のように表される。
【数８】
2012154855.tif 000010
【００６３】
そして、これらの関係から、多重管１２Ｂの熱伝導率λ２は、下記（９）式から算出される。
【数９】
2012154855.tif 000011
【００６４】
ΔＴ２は、多重管１２Ｂの内面温度と外面温度との温度差であり、下記（１０）式から算出される。
【数１０】
2012154855.tif 000012
なお、多重管１２Ｂの内面温度Ｔｉｎ２は、内面温度Ｔｉｎ１と同様に、温度計２２Ａで検出された温度と温度計２２Ｂで検出された温度の平均値から求められる温度である。
【００６５】
以上のことから、本第２実施形態に係る物理量測定装置１０は、多重管１２Ｂの接触熱抵抗を含めた等価熱伝導率を簡易に算出することができる。
【００６６】
また、本第２実施形態に係る物理量測定装置１０は、評価対象管として、多重管１２Ｂの替わりに物理量が未知の単管を用いて、評価対象管としての単管の熱伝導率を算出してもよい。
評価対象管となる単管としては、基準管である単管１２Ａと異なる材質、又は単管１２Ａと同じ材質であるが、処理の方法が異なる単管や表面にコーティングがされている単管等、種々の単管が対象となる。
なお、評価対象管を単管とした場合は、図５に示すように、評価対象管を多重管とした場合のような、接触熱抵抗の影響による温度変化は生じない。
【００６７】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６８】
例えば、上記各実施形態では、物理量測定装置１０を流れる流体として水を用いる形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、流体として水以外の他の液体又は気体が用いられる形態としてもよい。
【００６９】
また、上記各実施形態では、各供試伝熱管１２の内面温度を、温度計２２Ａで検出された温度と温度計２２Ｂで検出された温度との平均値から求める形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各供試伝熱管１２の内面（外面温度を検出する温度計２２Ｃ，２２Ｄに対向する位置）に温度計を設置し、該温度計によって検出された温度を供試伝熱管１２の内面温度とする形態としてもよい。
【００７０】
また、上記各実施形態では、物理量測定装置１０において各供試伝熱管１２が並列に配置されている形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各供試伝熱管１２が直列に配置される形態としてもよい。この形態の場合、例えば、各供試伝熱管１２の入口及び出口には、流体の温度を検出する温度計が配置される。
【符号の説明】
【００７１】
１０    物理量測定装置
１２Ａ  単管
１２Ｂ  多重管
１４    加熱装置
２２Ａ  温度計
２２Ｂ  温度計
２２Ｃ  温度計
２２Ｄ  温度計
３０    金属ブロック
４０    物理量算出装置
【図１】
2012154855.tif 000016
【図２】
2012154855.tif 000017
【図３】
2012154855.tif 000018
【図４】
2012154855.tif 000019
【図５】
2012154855.tif 000020