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拡大伝熱面

extended surface

 物体表面から(あるいは物体表面へ)の伝熱量を増大させる目的で,元の表面に付加的な表面を結合させる(ろう付け,はめ込み,機械加工,塑性加工などによる)ことがある.この場合,もとの表面と付加された表面とを合せて拡大伝熱面(あるいは拡大面)と呼ぶ(もとの表面と付加された表面との区別がつきにくい場合もある).また,元の表面に付加された表面をフィンという.したがって,拡大伝熱面とフィン付き伝熱面とは,ほぼ同一の概念といってもよい.拡大伝熱面を使用する目的は,伝熱面積の増大によって熱伝達率の不足を補い,実質的な伝熱量の増加(すなわち伝熱促進)をはかることにある.いま,フィンを付加する前の伝熱面の伝熱面積をA0,フィンを付加したことにより元の表面の一部が被覆されて減少した伝熱面積をΔA0,フィンの全表面積をAf,フィン効率をη,拡大伝熱面と流体との熱伝達率をいたる所で一様と仮定してhとすると,この拡大伝熱面の全表面からの放熱量は\(h({A_0} - \it\Delta {A_0} + \eta {A_f})({\theta _s} - {\theta _f})\)となる.ただし,θsはフィン根元の温度,θfは流体温度.一方,フィンのない元の表面からの伝熱量はhA0(θs-θf)であるから,この拡大伝熱面による伝熱促進の割合φは\[\phi = \frac{{{A_0} - \it\Delta {A_0} + \eta {A_f}}}{{{A_0}}} ≒ 1 + \frac{{\eta {A_f}}}{{{A_0}}}\]となる.