熱計算基礎知識 - 伝熱設計計算セミナー

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接触熱抵抗とは

このような計算をされている方に必要な知識です

鋳造加工品同士を圧縮接続した時の熱の流れを計算
鉄板同士を圧着させた時の各部の温度を計算
電子基板上で部品同士を熱伝導樹脂、グリスによって接着する設計

接触熱抵抗とはこのように定義されます

Rth_defin.jpg

2つの異なる温度の固体を密着させた時に、互いの表面温度の差が生じる。
その差をΔTとし、熱流量をQとした時上記のように定義される。

接触熱抵抗は互いの固体の表面粗さ、硬さ、圧着圧力に依存する。

具体例として以下のようなものがあります

熱伝導接着剤、樹脂の選定
CPUなど、半導体からヒートシンクまでの熱流量計算
半導体ジャンクション温度計算
熱設計済みのヒートシンクを基にしたDIP-IPM許容発熱量計算
半導体インバーター放熱器の熱設計

ステファンボルツマンの法則とは

このような計算をされている方に必要な知識です

熱放射を無視できない熱設計計算
高温金属表面がさびている場合の熱計算
黒色表面の熱計算

ステファンボルツマンの法則とはこのように表現されます

stephan.jpg stephanc.jpg

具体例として以下のようなものがあります

高温炉からの熱放射を考慮した熱設計
赤外線ヒーターの能力計算
CPU半導体表面温度の詳細計算

蒸発伝熱とは

このような計算をされている方に必要な知識です

製紙乾燥工程の熱設計
100(℃)以上の高温固体を水で冷やす、冷却床の熱設計
ミストによる製品冷却工程の設計

蒸発伝熱とはこのように定義されます

「自由液面から気体へ相変化する伝熱形態」
(伝熱学では「沸騰」と区別される。)

具体例として以下のようなものがあります

ヒートパイプでの蒸発部における現象
エアコンの室外機もしくは、室内機での熱交換機能
ボイラの水管内の熱交換現象

集中熱容量モデルとは

このような計算をされている方に必要な知識です

表面積に比べて、体積が小さい物体の温度変化を計算
固体表面温度と、内部温度の差を検討
熱伝導率が高い物体を自然放熱する場合の温度変化

集中熱容量モデルとはこのように定義されます

「物体内の温度分布を無視して物体の熱容量だけを集中系として取り扱うことができるモデル」

具体例として以下のようなものがあります


微小粉じんの温度変化
金属内部の温度変化を計算

質量流量とは

このような計算をされている方に必要な知識です

シェルアンドチューブなどの熱交換機の計算
パイプ内の熱伝達を計算
配管出入口温度が既知の時の、配管全体の熱交換量を計算

質量流量とはこのように定義されます

単位時間当たりに流れる流体質量

具体例として以下のようなものがあります

管内の遷移レイノルズ数はこのように表現されます。

mass_v_eq.jpg

配管出口温度が既知の時の熱交換量は以下のように計算できます。

haikan_juju.jpg

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