【Python】物性値、入熱量から物体の温度上昇履歴を簡易計算する方法！

python

2022.02.052022.08.18

このページでは、Pythonを使って、比熱、質量、入熱量といった情報から、その物体の温度上昇履歴を算出する方法をご紹介していきます。

それではさっそくやっていきましょう。

必要な情報を指定する
Pythonで温度上昇履歴を計算する
サンプルコードの実行結果
おわりに

必要な情報を指定する

まず始めに、温度上昇履歴を計算するためには必要な情報を指定してあげる必要があります。

今回は以下のように指定してあげました。

（鉄を想定しています。）

〇比熱 J/kg・K

specific_heat=444

〇質量 kg
mass=100

〇入熱量 W
input_heat=1000

〇計算時間　second

time=1000

Pythonで温度上昇履歴を計算する

先ほどの情報を使って温度上昇履歴をPython計算してみましょう。

以下がそのサンプルコードです。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

file_name='sample.jpg'
img=cv2.imread(file_name,cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

specific_heat=444#J/kg・K
mass=100#kg
input_heat=1000#W
heat_capacity=specific_heat*mass#J/K
calc_time=100#sec
initial_temp=30#deg
time=1000#second

temp_list=[]
temperature=initial_temp
for i in range(time):
    deltaT=input_heat/heat_capacity
    temperature +=deltaT
    temp_list.append(temperature)
temp_list=np.array(temp_list)
time_array=np.linspace(0,time,time)


plt.plot(time_array,temp_list,color='red', linestyle='dashed', linewidth = 2.0, label='temperature')
plt.legend(loc='upper left', fontsize=14)
plt.xlabel('time[sec.]',color='black',fontsize=14)
plt.ylabel('temperature[degC]',color='black',fontsize=14)
plt.savefig('temp.jpg', dpi=300)
plt.show()