Excelでステーキを焼く – 伝熱工学シミュレーション

一人暮らしじゃステーキなんてそうそう買えない。奮発して買ったら焼きすぎてしまった。

悲しみを胸に、次は完全なミディアムレア~ウェルダンの間を作ろうと心に決めたので、失敗しないように伝熱工学でシミュレーションを行うことにした。

まずは、手元にあるExcelに、教科書に載っている伝熱方程式を入れてみる。

 

【熱伝導方程式】

  • C_V \frac{\partial T}{\partial t} = -\frac{\partial }{\partial x}\left(- \lambda \frac{\partial T}{\partial x}\right) = \lambda \frac{\partial ^2 T}{\partial x^2}
  • ρE :熱エネルギー密度 [J/m3]
  • J :熱流束密度 [W/m2]
  • λ :熱伝導率 [W/(m・K)]
  • CV :単位体積熱容量 [J/(m3・K)]

参考:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E

 

 

【シミュレーション前段階】

ランプ肉(高級もも肉)を想定。

温度で熱伝導が変わる。とはいっても、氷点下で変わるだけだからシミュレーションで大きく心配する必要はなし。

物質 温度 熱伝導度(kcal/m・h・℃)
牛肉(赤身、内腿肉) -13 1.14
-8 1.07
24 0.414
62 0.418

http://ebw.eng-book.com/pdfs/71f01eef5667c5841d2047d55af32ef4.pdf

 

【シミュレーション】

エクセルでシミュレーション。

熱伝導方程式を陽解法で導入した。

にく

 

理論上は、これで好みのステーキを焼くことが可能だ。

肉は、・65℃で色が変わり始める ・155℃でこんがり焼き色(メイラード反応)が付き始めることを頭に入れておけばいい。

 

でも、実際この通りに焼いたら、火が通り過ぎてしまった。

パラメータ調節の必要があるのだけれど、結局実験して補正していくしかないのだけど、ステーキ高いから試行錯誤はお金次第。

 

参考:http://chemeng.in.coocan.jp/ExcelCe/exhc1.html

 

 

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