伝熱量
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/14 22:36 UTC 版)
平板、円管等の固体伝熱面を介して２流体間で熱交換が行なわれる場合、局所伝熱面dF の伝熱量dQは d Q = K Δ t d F 1 K = 1 h h + δ k w + 1 h c , e t c . {\displaystyle {\begin{aligned}dQ&=K\Delta tdF\\{\frac {1}{K}}&={\frac {1}{h_{h}}}+{\frac {\delta }{k_{w}}}+{\frac {1}{h_{c}}},\qquad \mathrm {etc.} \end{aligned}}} で表される。ただしKは熱通過率、Δ tは両流体の局所の温度差、hh、hcは各流体側の熱伝達率(境膜伝熱係数)、δとk_wは固体隔壁の厚さと熱伝導率である。また、運転を継続すると両伝熱面に汚れ付着があり次第に伝熱量が低下するため、設計の際には別途この伝熱抵抗も考慮する。 熱交換器各部において、熱通過率が一定でかつ各流体の比熱も一定であるとして、上式を全伝熱面にわたって積分することにより、全伝熱量Q は下式で与えられる。 Q = K F Δ t 1 − Δ t 2 ln ( Δ t 1 / Δ t 2 ) = K F Δ t m {\displaystyle {\begin{aligned}Q&=KF{\frac {\Delta t_{1}-\Delta t_{2}}{\ln(\Delta t_{1}/\Delta t_{2})}}\\&=KF\Delta t_{\mathrm {m} }\end{aligned}}} ここに、 K : 熱通過率 F : 伝熱面積 Δt1 : 高温流体入口における両流体の温度差 Δt2 : 高温流体出口における両流体の温度差 である。またΔtm は両流体の温度差を用いて Δ t m := Δ t 1 − Δ t 2 ln ( Δ t 1 / Δ t 2 ) {\displaystyle \Delta t_{\mathrm {m} }:={\frac {\Delta t_{1}-\Delta t_{2}}{\ln(\Delta t_{1}/\Delta t_{2})}}} で定義される対数平均温度差である。
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