CAE用語辞典 熱伝達係数 (ねつでんたつけいすう) 【 英訳: film coefficient / heat transfer coefficient 】

熱伝達係数とは、固体表面と流体との熱の伝わりやすさを表す値です。
熱伝達率とも呼ばれます。

熱伝達係数は、物質固有の値ではなく、周辺流体の種類や流れの様子、表面状態によって変化します。流れの状態は物体の場所ごとで異なるため、熱伝達係数も場所ごとに異なった値となります。

熱伝達係数は、ニュートンの冷却の法則において以下のように表されます。
ニュートンの冷却の法則とは、単位時間に移動する熱量dQ は、壁の表面積dA 及び壁表面温度Ts と流体の温度Tfとの温度差に比例するという法則です。

前述のとおり、熱伝達係数hの値は壁面上の場所ごとで異なります。これは、流体が平板上を流れると厚さが次第に成長する不均一な温度境界層が生じるためです。
この特定の場所に適用するh を局所熱伝達係数と呼びます。

伝熱解析では、簡略化して伝熱面全体の平均を取った平均熱伝達係数を用いるのが一般的です。伝熱工学の書籍には、代表的な状況における熱伝達係数が記載されているので、これを代用して利用するケースも多いです。

もしくは、熱流体解析を実施して局所熱伝達係数を算出し、伝熱解析に用いることもあります。

なお、熱伝達係数は、自然対流ではグラスホフ数とプラントル数に依存し、強制対流ではレイノルズ数とプラントル数に依存します。

一般的に使用される単位

  • SI単位ではW/m2K(ワット毎平方メートル・ケルビン)

ANSYSにおける取扱い

  • 伝熱解析では、熱伝達係数を雰囲気温度とともに設定します。

関連用語

熱伝達雰囲気温度レイノルズ数グラスホフ数プラントル数


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