7.2.5.2 解析結果

フィッティングの結果を図7.8-7.13と表7.3に示す。

表 7.3: 3600A設定での立上り時と立ち下がり時のフィッティング結果

	$\alpha^{up}$	$\alpha^{down}$	$\Delta^{up}$	$\Delta^{down}$	$\theta_{0}^{up}$	$\theta_{0}^{down}$
室温	$0.589\times10^{-2}$	$0.448\times10^{-2}$	$+8.9$	$-6.7$	$18.8$	$29.9$
ケーブル	$0.327\times10^{-3}$	$0.448\times10^{-3}$	$+45.0$	$-36.1$	$18.1$	$61.4$
バスバー	$0.350\times10^{-3}$	$0.471\times10^{-3}$	$+56.2$	$-44.4$	$19.4$	$75.0$
コイルアウト側	$0.113\times10^{-1}$	$0.152\times10^{-1}$	$+31.7$	$-31.2$	$23.0$	$54.8$
鉄表面	$0.395\times10^{-3}$	$0.167\times10^{-3}$	$+1.7$	$-3.3$	$20.3$	$28.5$
コンクリート表面	$0.394\times10^{-4}$	$0.525\times10^{-4}$	$+3.3$	$-3.0$	$16.1$	$18.0$

図 7.8: 室温(Ch1)のフィット結果

図 7.9: 電気ケーブル(Ch2)のフィット結果

図 7.10: バスバー(Ch3)のフィット結果

図 7.11: MICコイルアウト側(Ch4)のフィット結果

図 7.12: 電磁石外側鉄表面(Ch5)のフィット結果

図 7.13: コンクリート壁表面(Ch6)のフィット結果

• CH1: 室温
  まず、ケーブルを含めた電磁石システム全体からビニルハウス内空気の流入する熱量を計算する。表7.3より $\alpha_{down} = 0.448\times10^{-2}$である。ここで、ビニルハウス内の空気の体積は2.65 $m^{3}$であり、密度 $1.21\times 10^{-3}~g/cm^{3}$および比熱1.0 $J/(g\cdot K)$より、熱伝達係数$\alpha$は14.4 (W/K)となる。また、温度上昇が8.9 Kであったので、ビニルハウス内空気に流入した熱量はP=128 (W)と求められる。これは磁石全体の出力150 kWの約0.1%である。
• CH2: 電気ケーブル
  同様に、電気ケーブルからの発熱量を求める。銅の比熱を0.385 $(J/g\cdot K)$、密度8.96 $g/cm^{3}$及びケーブルの断面積250 $mm^{2}$と長さ約10 mより、全熱伝達係数は3.3W/Kとなる。これよりケーブルの発熱量は148.5 (W)となる。実際には電気ケーブルは20 cm程度しかビニルハウスの中に入っていないので、ビニルハウス内の室温に寄与するのはケーブル14本全部で40 W程度であると考えられる。 また、ケーブル1本あたりに流れた電流3600 A/14=257 Aと抵抗値0.0803 $\Omega$/kmから、ケーブル1本あたりの発熱量は53 Wとなる。これよりビニルハウス内の電気ケーブル14本の発熱量は15 W程度であることがわかる。これはフィットより得られた値と同程度である。
• CH3: バスバー
  バスバーを $10~mm \times 100~mm \times 200~mm$の銅版が2枚あるとすると、バスバーからの発熱量は36.6 Wとなる。
• CH4: MICコイル
  MICコイルの外側部分のみ考えた場合の断面積は160$mm^{2}$であり、コイルの全長を40 mとした場合の発熱量は10.6 kWとなるが、この大部分は冷却水によって持ち去られていると考えられ、室内温度上昇に寄与している量を見積もることは難しい。
• CH5: 鉄表面
  図7.7からわかる通り、3000 Aの3日間連続測定では鉄表面は室内温度とほぼ同じ温度になっているので、鉄のヨークが発熱しているというよりは、室内温度の変化に追従していると考えるのが妥当ではと思われる。
• CH6: コンクリート壁
  3000 Aの3日間連続測定では平衡状態は見られず、室内温度にも到達していない。これはコンクリート壁が外気に触れており、室内空気から伝わる熱量による温度上昇が非常に遅いためであると思われる。