熱通過と表面温度の計算

熱通過と表面温度を計算する

壁に仕切られた流体1と流体2の間の熱通過と壁の表面温度を計算します。

熱通過と表面温度

  1. 流体1、流体2の温度、熱伝達率を入力します。
  2. 壁の熱伝導率、厚みを入力します。
  3. 壁の表面温度、熱流束、全体の熱通過率が出力されます。
流体1 流体温度 $T_{f1}$ [℃]  
熱伝達率 $h_{1}$ [W/(m2K)]
流体2 流体温度 $T_{f2}$ [℃]  
熱伝達率 $h_{2}$ [W/(m2K)]
熱伝導率 $\lambda$ [W/(mK)]  
厚み $L$ [m]  
結果 表面温度 ${T_{w1}}$ [℃]
表面温度 ${T_{w2}}$ [℃]
熱流束 $q$ [W/m2]
熱通過率 $K$ [W/(m2K)]

※熱流束$q$は流体1から流体2への方向が正として出力されます。

※壁表面温度を流体温度に固定したい場合は、流体の熱伝達率に大きな値 1e10 を入力してください。

※流体の熱伝達率は、空気・水に対する自然対流、強制対流から選ぶことが出来ますが、流れの性状や流速により実際にはかなり幅があります。入力された値はあくまで代表的なオーダーの値なので適宜調整してください。詳細は以下の記事も参照ください。

平板の熱伝達率の計算(強制対流熱伝達)

平板の熱伝達率の計算(自然対流熱伝達)

計算式

流体1から流体2への全体の熱通過率$K$は、

$$\frac{1}{K} = \frac{1}{h_1}+\frac{L}{\lambda} + \frac{1}{h_2}$$

で表されます。よって、流体1から流体2への熱流束$q$は、

$$q=K(T_{f1}-T_{f2})$$

で計算できます。また、流体1と壁との間の熱流束は

$$q=h_1 (T_{f1} - T_{w1})$$

壁と流体2との間の熱流束は

$$q=h_2 (T_{w2} - T_{f2})$$

と書け、それぞれの熱流束は同じであることから、壁の表面温度$T_{w1}$、$T_{w2}$が計算できます。


円筒の熱通過の計算は次のページです。

円筒の熱通過と壁の表面温度の計算ができるページです。円筒壁に仕切られた流体1と流体2の間の熱通過と壁の表面温度を計算します。流体の温度、熱伝達率、壁の熱伝導率を入力すると壁の表面温度、通過熱量、全体の熱通過率が出力されます。

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