輻射型 気体パイプ
概要
輻射型 気体パイプ は、パイプとその中を流れるガスの間で熱をやり取りするための、放射型のガスパイプです。ほかの放射型配管と同じく、熱い場所や冷たい場所を通すことで、通過するあいだにパイプ内の内容物が熱を吸収したり放出したりできるようにするためのものです。よくある使い方としては、過熱した空間に冷たいガスを通して、冷却を助ける方法があります。
輻射型 液体パイプ と比べると、一般的には熱交換性能が弱いです。ガスパイプが移送する冷却材は 1 kg/s だけですが、液体パイプは 10 kg/s なので、材料と冷却材の性質が同じでも、輻射型 気体パイプ が移せる熱はその一部にすぎません。また、ガスは液体より熱的性質が劣る傾向があるため、普通の構成の多くでは、総合的には液体冷却のほうが効果的です。
それでも、輻射型 気体パイプ にはいくつか重要な利点があります。液体では失敗したり危険だったりする状況で役立ちます。
- ガスには上限温度がないため、マグマ を伴うような高温環境でも、冷却材が沸騰してパイプを損傷することがありません。
- Hydrogen は、超冷却剤 以外のすべての液体の凝縮点より凍結点が低いため、特に低温システムで価値があります。これにより、酸素(液体) の生産や 酸性ガス の処理を含む、極低温用途で非常に有力な選択肢になります。
- 輻射型 液体パイプ よりも必要材料が半分で済み、1区画あたり 25 kg で、輻射型 液体パイプ の 50 kg より少なくなります。資源が限られている場合には、これが重要になることがあります。
パイプ素材の熱伝導率は、式の一部にすぎません。断熱されていないパイプでの熱移動では、パイプ素材とその中の気体の平均熱伝導率が使われますが、ほとんどの気体では冷却材の寄与は非常に小さいです。例外として Hydrogen は際立っており、温度制限を気にしなくてよいなら、たいてい最良の気体冷却材です。実際には、Radiant Pipe の乗算的な恩恵は、気体自体の熱伝導率が低いためにしばしば小さくなります。
それでも、パイプに使う素材は重要です。パイプの熱伝導率の例としては、次のような値があります。
輻射型 気体パイプ と液体配管のどちらを選ぶかは、通常は冷却材で決まります。システムが極端な高温、非常に低い温度、または限られた素材予算に耐える必要があるなら、輻射型 気体パイプ を使います。最大の熱移動を優先するなら、液体配管を使います。