熱通過|高温から低温へ熱移動が生じる

熱通過

熱通過とは、高温の流体から、低温の流体へ固体壁を挟んで熱移動が生じる現象のことをいう。冷却用のパイプなどが例に挙げられる。固体内の熱伝導流体内の対流伝熱が生じている。下の図は、温度の高い流体から板を挟んで冷たい水に移るケースである。例えば外気温により、部屋が暖められる、湯銭(温水)で調理する料理などが熱通過といえる。

熱抵抗

それぞれの物質には熱に対して、それぞれの抵抗を持つが、熱抵抗と伝熱量と温度差の関係は次式で表される。

それぞれの熱抵抗

それぞれの熱抵抗はそれぞれ次の値になる。そして、それらを合計する。

流体①の対流熱伝達

板②の熱伝導

流体③の対流熱伝達

熱抵抗R

「流体①の対流熱伝達」、「板②の熱伝導」、「流体③の対流熱伝達」より、熱抵抗は下記の通りに表される。

単位面積あたりの熱抵抗

単位面積あたりの熱抵抗は下記の通りになる。

熱通過率

単位面積当たりの熱抵抗の逆数をKとすると、Kは次式で表される。このKは熱通過(熱通過係数)で、単位は[W/(m²・K)]で、この値が大きいほど熱が移動しやすくなる。

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