総括伝熱係数

概要

総括熱伝達係数（U）は、熱交換器壁を介した流体から流体への総熱伝導率を表します。これらの係数は、壁を介した伝導と両側の対流の効果を組み合わせたものです。値は流体の種類、速度、流動体制、表面状態に大きく依存します。以下の係数は、初期設計計算のための典型的な工学的推定値を提供します。

データ表

以下の9行の表は、迅速な参照のための選択された要約です。完全な15行のオリジナルソース表は、以下に復元されたソース表に保存されています。

復元されたオリジナルソース表

以下の表は、完全な参照データを保存するために、オリジナルソースページから復元されています。

最初に検出されたナビゲーション/検索行を含むソース表はページレイアウトのアーティファクトであり、熱伝達係数データではありません。ソースからの工学表は以下に保存されています。

オリジナルソースは、総括熱伝達係数が近似値であり、流体速度、表面状態、スケーリング、交換器の形状によって大きく異なる可能性があることを強調しています。

例 - 水から空気の熱交換器

ソースの例では、水と空気またはガスの間に銅の熱伝達面を使用しています。復元された表から、総括熱伝達係数は U = 13.1 W/(m2 K) です。80 degCの水と20 degCの空気の場合、熱流束は：

$q = (13.1\ \text{W/(m2 K)}) ((80\ \text{degC}) - (20\ \text{degC})) = 786\ \text{W/m2}$

熱交換器における熱伝達係数

熱伝達率計算機

単位変換機

正確な変換元は：1 Btu/ft2 hr degF = 5.678 W/m2 K = 4.882 kcal/h m2 degC。

エンジニアリングノート

• 近似値: リストされた U 値は、清浄な表面と正常な動作条件に対する標準的な推定値です。汚れ、スケーリング、または異常な流体特性は、実際の性能を大幅に低下させる可能性があります。
• フィン付き表面: 空気側の熱伝達係数は低いため、フィン付きチューブを使用して表面積を増やし、ガス-液体間の交換のための総括 U 値を向上させます。
• 凝縮時の高い U 値: 蒸気凝縮および液体-液体間の交換（例：水-水）は、相変化や高い流体速度に関連する高い熱伝達係数のため、通常非常に高い係数を持ちます。
• 設計マージン: 重要なアプリケーションでは、特定の流体特性、速度、および幾何学形状を考慮した詳細な分析が必要です。これらの典型的な値は、予備的なサイジングやフィジビリティスタディに適しています。
• 材料の影響: 壁材料の熱伝導率も寄与しますが、その影響は両側の対流抵抗と比較して往往にして小さいです。

参考文献

• 原文：Engineering ToolBox - 熱伝達係数