熱計算基礎知識 - 伝熱設計計算セミナー

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レイノルズ数とは

このような計算をされている方に必要な知識です

強制対流熱伝達の計算
乱流、層流の判断をする時
流れの粘性力と、慣性力の割合を計算

レイノルズ数とはこのように定義されます

「粘性力に対する慣性力の割合」
Re.jpg


Re:レイノルズ数
u∞:流体の速度(m/sec)
L:代表長さ(m) (円柱の場合直径、パイプ内の場合内径)


ν:動粘性係数(m^2/sec)

具体例として以下のようなものがあります

管内の流れでは、レイノルズ数が2300以上になると、乱流になります。
管の外(パイプなどの外側)の流れでは、2×10^5付近が、層流と、乱流の判断基準(臨界レイノルズ数)になります。

ブラジウスの式とは

このような計算をされている方に必要な知識です

乱流域の管摩擦係数を求める時
パイプ内の空気の管路損失を計算する時
レイノルズ数が乱流域の場合に圧力損失を計算する場合

ブラジウスの式とはこのように定義されます
bradius.jpg

具体例として以下のようなものがあります

冷却水循環ポンプの能力決定
管出口の圧力を計算

膜状凝縮とは

このような計算をされている方に必要な知識です

コンデンサ(凝縮器)の化工計算
リボイラの設計

膜状凝縮とはこのように定義されます

伝熱管表面を凝縮した液体が膜状に流れる状態

具体例として以下のようなものがあります

滴状凝縮に比べて、伝熱管表面が上記にさらされていない分、熱伝達率は低い

ビオ(ビア)数とは

このような計算をされている方に必要な知識です

均質な中肉の円柱(棒)の内部温度の時間変化
薄い均質な板内部の温度変化
均質な球体内部の温度時間変化
温度境界条件によって、固体内の温度を求める計算
金属などの高熱伝導率物質の温度時間変化を求める計算

ビオ(ビア)数とはこのように定義されます

「固体内の熱伝導に対する固体表面の熱伝達の割合」
Bi.jpg

ただし、
h:熱伝達率(W/m2 K)
L:物体の中心までの距離(m)
λ:熱伝導率(W/m K)

具体例として以下のようなものがあります

流体にさらされた、金属棒の温度の時間変化を計算する時

この場合Bi数が小さいので、金属棒は表面から内部まで同じ温度として計算することができます。
つまり、金属の質量、比熱、だけで温度変化が求まります。

熱コンダクタンスとは

このような計算をされている方に必要な知識です

多層断熱材の性能評価
建築物の壁面の熱通過率を計算
空気調和の計算

熱コンダクタンスとはこのように定義されます

「熱抵抗の逆数」 Thermal_conductance.jpg


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