説明
伝熱の種類の一つ。温度差を持つ流体の流れ(対流)により、物体のある面と流体の間でおこる熱の移動。
例 ファンによる部品の冷却(強制対流)、熱いフライパンを置いておくと冷める(自然対流)
公式は「ニュートンの冷却法則」(Newton’s law of cooling)と呼ばれ、簡易な表現は以下の通り。
$$ Q= h A (T_s – T_{\infty})$$
物体表現の温度を予測する形に変形すると、
$$ T_s =\frac{Q}{h A} + T_{\infty} $$
ここで、
\( Q \)：物体から流体への伝熱量 \( \mathrm{[W]} \)
\( h \)：熱伝達率(熱伝達のしやすさを表す係数。冷却の仕方に依存) \( \mathrm{[W/(m^2 \cdot K)]} \)
\( A \)：伝熱面の面積 \( \mathrm{[m^2]} \)
\( T_{\infty} \)：物体表面から十分に離れた場所における流体の温度 \( \mathrm{[K]} \)
\( T_s \)：物体表面(surface)の温度 \( \mathrm{[K]} \)
要点
- 除熱量(または、加熱量)を大きくするためには、熱伝達率を大きくする。(例えば、風速を上げる)
- 除熱量(または、加熱量)を大きくするためには、面積を大きくする。
- 除熱量(または、加熱量)を大きくするためには、物体表面と流体(冷媒等)の温度差を大きくする。
なお、物体表面と流体(冷媒等)に温度差が0の場合は、熱が移動しない。
計算シート
