熱通過率のソースを表示

'''熱通過率'''（ねつつうかりつ）とは、隔壁などを介した 2 流体間で熱移動が生じる際、次式で定義される係数 ''K'' のことである。
: <math>Q = K A \Delta T </math>
ここで、
:''Q'' :単位時間あたりの伝熱量(W)
:''K'' :熱通過率 (W/(m<sup>2</sup> K))
:''A'' :伝熱面積(m<sup>2</sup>)
:&Delta;''T'' : 両流体の温度差 (K)
である。
熱通過率はまた、熱貫流率、総括伝熱係数などと呼ばれることもある。

== 平板隔壁の場合 ==
[[ファイル:HeatTransmission.svg|thumb|right|200px|図 1  平板隔壁の熱通過]]
図のように固体隔壁を介して h と c の両流体間で熱が移動するとする。
流体 h と壁左面間は[[熱伝達率|対流熱伝達]]で、壁面内は[[熱伝導]]で、
壁右面と流体 c 間は対流熱伝達で熱が移動するので、
伝熱量 ''Q'' は次式で表される。
:<math>
\begin{align}
Q &= h_h (T_h - T_{w1}) \\
       Q &= \frac{k_w}{\delta} (T_{w1} - T_{w2}) \\
       Q &= h_c (T_{w2} - T_c)
\end{align}
</math>
ただし、''T''<sub>h</sub> 、''T''<sub>c</sub> 、''T''<sub>w1</sub> 、''T''<sub>w2</sub> は
流体 h 、流体 c 、壁左面 、壁右面の温度であり、
''h''<sub>h</sub> 、''h''<sub>c</sub> 、''k''<sub>w</sub> 、''&delta;'' は
壁左面の[[熱伝達率]]、壁右面の熱伝達率、隔壁の[[熱伝導率]]、隔壁厚さである。

これらより ''T''<sub>w1</sub> 、''T''<sub>w2</sub> を消去すると、次式となる。
:<math> Q = K A (T_h - T_c) </math>
:<math> \frac{1}{K} = \frac{1}{h_h} + \frac{\delta}{k_w} + \frac{1}{h_c}</math>

スケール付着などによる[[汚れ係数]] ''r''<sub>1</sub>、 ''r''<sub>2</sub>を考慮する場合は、
:<math> \frac{1}{K} = \frac{1}{h_h} + r_1 + \frac{\delta}{k_w} + \frac{1}{h_c} + r_2</math>
となる
<ref name="ギート"> W. H. ギート (横堀、久我訳)、『基礎伝熱工学』、丸善 (1960)</ref>
<ref name="資料"> 日本機械学会、『伝熱工学資料』、丸善出版 (2009)、
ISBN 978-4-88898-184-2 C3053.</ref>。

== 円管壁の場合 ==
[[ファイル:HeatTransmission_Tubular.svg|thumb|right|200px|図 2  円管壁の熱通過]]
右図のように隔壁が円管の場合は、次式で表される。
:<math> Q = K_1 A_1 (T_h - T_c)  = K_2 A_2 (T_h - T_c) </math>
:<math> \frac{1}{K_1} = \frac{1}{h_1} + r_1 + \frac{d_1}{2 k_w} \ln \frac{d_2}{d_1}
                      + \frac{d_1}{d_2}\left(\frac{1}{h_2} + r_2\right)</math>
:<math> \frac{1}{K_2} = \frac{d_2}{d_1}\left(\frac{1}{h_1} + r_1\right)
                      + \frac{d_2}{2 k_w} \ln \frac{d_2}{d_1} + \frac{1}{h_2} + r_2</math>
''A''<sub>1</sub> と ''A''<sub>2</sub> は管内表面積および管外表面積、
''K''<sub>1</sub> と ''K''<sub>2</sub> は管内面基準および管外面基準の熱通過率である
<ref name="ギート" /><ref name="資料" />。

<!-- == 注釈 == -->
<!-- references group="注釈" / -->

== 参考文献 ==
<references />

== 関連項目 ==
* [[熱交換器]]
* [[伝熱]]

{{デフォルトソート:ねつつうかりつ}}
[[Category:熱交換器]]
[[Category:伝熱]]