【伝導伝熱・対流伝熱】体感気温 = 気温 – 風速【冬は注意】

物理化学工学

NEONEEETです。

冬は寒いですよね~

何を当たり前のことを…
(風が強いと特にそうですよね~)

そういえば、風が吹くとなぜ寒いのですか?

対流伝熱の効果があるからですね。解説しましょう。

この記事は、化学工場の機電系設計者・プラントエンジニアを対象にしています。

この記事を読むと、冬の体感気温について知ることができます。

風が吹くと対流伝熱が促進

風が吹くと対流伝熱が促進されます。

これを伝熱工学の視点からちょっと見てみましょう。

下の図を見てください。

これは空気と人間の体温の間での温度勾配を、簡易的に書いたものです。

外側の空気はいわゆる気温のことです。

内側の体温は人間の体温

気温と人間の体温の間に、温度勾配ができます。

  • 空気と皮膚の境界層
  • 皮膚から体内の感温部

この2か所で温度勾配が起きます。

風が吹いた時の影響を見てみましょう。

風が吹くと赤い線のように温度勾配は変わります。

論理的には、下記の説明になります。

  • 風が吹くと、境界層の伝熱抵抗が減少
  • 皮膚表面の温度が低下
  • 感温部の温度が低下

天気予報で気温の話を聞いても、実際に感じる温度が違うと思うことは多いでしょう。

人間が実際に感じる気温を体感気温と言います。

ここに風速の話が入ってきます。

今回は、体感気温と風速の関係を以下に解説します。

0℃以上は風速は無視可能

日本でも中央より北の地域でなければ、0℃を下回ることは多くはありません。

実際に、私も冬に風が吹いて寒いと思っていても、意識したことはあまりありません。

風が拭いたら寒いな~

って感覚的に、瞬間的に感じていた程度です。

もっと言うと「危機感」を感じるレベルではありません。

特に、温暖化の影響でどんどん温かくなってきているので、

冬場でも防寒着を着なくても現場で動き回ることも可能になってきました。

もちろん、防寒着を着る方が健康を維持できるので、付けた方が良いですよ ^ ^

その気になれば、「防寒着なしでも耐えられる」という程度の話です。

0℃以下は体感気温 = 気温 – 風速

0℃以下になると、風速は体感気温に直結します。

体感気温 = 気温 – 風速

この関係を嫌でも意識することになります。

‐5°℃の気温で風速5m/sなら、体感気温は

-5 -5 = -10 ℃

という計算をすれば、ほぼOK。

とはいえ、気温-10℃・風速0m/sの体感気温-10℃に比べると、

気温-5℃・風速5m/sの体感気温-10℃の方が、はるかに寒く感じます。

同じ体感気温でも感じ方は違う

体感気温が同じ-10℃でも感じ方は違います。

気温-10℃・風速0m/sの体感気温-10℃であれば、目や耳が痛くなるということはありません。

気温-5℃・風速5m/sの体感気温-10℃であれば、目や耳が痛くなり、歩くときに支障が出るレベルです。

風が吹いた瞬間に、歩くのをあきらめたり部屋に戻ったりしたくなります。

外に出たことを後悔します。

‐30°℃でも無風だと、しばらくは耐えることができますよ ^ ^

最後に

0℃以下だと、体感気温は気温と風速の合計。

0℃以下にならない地域に住んでいると、意識しないことが多いでしょう。

私のように、0℃以下の場所に住んでいて、急に引っ越しした場合にはこういう知識がないので、一種の恐怖を覚えます。

気温と風速を知っていれば、その日の服装を考えることができるので、安心感が出ます。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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