計算ツール
複数の層で形成された円管の伝熱計算をします。
①円管内部②円管外部③円管の条件をそれぞれ設定してください。
円管内外の熱伝達の前提条件は3パターンから選択可能です。
※最大3層まで考慮した計算が可能です
※不要な層は厚さを0に設定してください
計算式
円管の単位長さ当たりの熱通過量は次式で計算されます。
$$q=K\pi (T_{f1}-T_{f2})$$
\(q\)：単位長さ当たりの熱通過量 [W/m] \(K\)：熱通過率 [W/mK]
\(T_{f1}\)：流体1(内部)の温度 [℃] \(T_{f2}\)：流体2(外部)の温度 [℃]
熱通過率は次式で計算されます。
$$K=\frac{1}{\displaystyle\frac{1}{h_{f1} d_0}+\frac{1}{2k_1}\ln\frac{d_1}{d_0}+\frac{1}{2k_2}\ln\frac{d_2}{d_1}+\frac{1}{2k_3}\ln\frac{d_3}{d_2}+\frac{1}{h_{f2} d_3}}$$
\(h_{f1}\)：流体1と円管内壁との熱伝達率 [W/m2K]
\(h_{f2}\)：流体2と円管外壁との熱伝達率 [W/m2K]
\(k_1\)：円管の層1の熱伝導率 [W/mK]
\(k_2\)：円管の層2の熱伝導率 [W/mK]
\(k_3\)：円管の層3の熱伝導率 [W/mK]
\(d_0\)：円管の内径 [m] \(d_1\)：円管の層1の外径 [m]
\(d_2\)：円管の層2の外径 [m] \(d_3\)：円管の層3の外径 [m]
本計算ツールではまず円管の内壁および外壁の表面温度を適当な値で仮定し、熱通過率および熱通過量の計算を行っています。
その後、熱通過量をもとに円管の各層の温度を再計算し、熱通過率、熱通過量の計算を行います。
上記を値が収束するまで繰り返しています。
参考文献・URL
- 「熱通過率」（2017年5月3日 (水) 20:26 UTCの版）『ウィキペディア日本語版』。https://ja.wikipedia.org/wiki/熱通過率