伝熱工学

初学者向け・伝熱工学の学習ガイド

熱伝導・対流・放射を、一つの熱抵抗としてつなぐ

伝熱工学は、温度差によって熱が移動する速さを扱います。まず熱伝導・対流・放射の違いをつかみ、各基本式を学んでから、熱交換器・沸騰・凝縮などの装置や現象へ進みます。

このカテゴリでできるようになること

  • 熱伝導・対流・放射を区別する
  • 平板・円筒壁の熱流量を計算する
  • 無次元数から熱伝達係数を求める
  • 熱交換器の熱負荷と必要面積を計算する

まず学ぶ:6ステップ

初めて学ぶ方は、STEP 1から順番に進んでください。

理解を深める応用テーマ

基本を終えたら、興味や目的に合わせて進みます。

覚えておきたい4つの見方

Fourierの法則

熱流束は温度勾配と熱伝導率で決まる

Newtonの冷却則

対流熱量は熱伝達係数・面積・温度差の積

放射の4乗則

放射伝熱は絶対温度の4乗差に強く依存する

熱抵抗

複数の伝熱過程は抵抗の直列・並列で整理できる

読んだら、問題を解いて定着させよう

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伝熱工学の記事一覧

以下はこのカテゴリの記事を新着順に掲載しています。初めての方は、上の学習ステップから進めるのがおすすめです。

エネルギー収支

凝縮器の冷却水量の求め方|蒸気の潜熱と水温上昇から熱収支を計算

飽和水蒸気の凝縮負荷から、冷却水の必要質量流量・体積流量を求める手順を解説。潜熱と顕熱の使い分け、単位換算、熱収支と伝熱面積計算の違いを例題で確認します。
平板と円柱まわりの強制対流熱伝達を示す図解 伝熱工学

強制対流熱伝達とは?平板・円柱まわりの計算を例題で解説

ファンやブロワが作る強制対流について、平板・円柱まわりの外部流れを中心に解説。局所値と平均値、代表長さ、膜温度、相関式の選び方を2つの例題で学びます。
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Fourierの法則とは?熱伝導方程式の導出・境界条件を例題で解説

温度勾配から熱流束を求めるFourierの法則を出発点に、エネルギー保存則から熱伝導方程式を導出。境界条件と時間尺度を例題で確認します。
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自然対流熱伝達とは?Rayleigh数・Grashof数・Nusselt数を例題で解説

自然対流が温度差による密度差と浮力から生じる原理を解説します。膜温度で物性値を評価し、Grashof数・Rayleigh数・Nusselt数から熱伝達係数と放熱速度を求める手順を、鉛直平板と水平円管の例題で学びます。
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フィン内部の熱伝導と表面からの対流をエネルギー収支で整理し、フィン方程式、温度分布、伝熱速度、フィン効率・有効度をアルミ平板フィンの例題で解説します。
凝縮伝熱とは?膜状凝縮・滴状凝縮とヌセルトの式を例題で解説 伝熱工学

凝縮伝熱とは?膜状凝縮・滴状凝縮とヌセルトの式を例題で解説

膜状凝縮と滴状凝縮の違い、液膜の熱抵抗、鉛直平板に対するヌセルトの式を図解。平均熱伝達係数・伝熱量・凝縮量を例題で計算し、不凝縮ガスや適用条件も確認します。
沸騰伝熱とは?沸騰曲線・核沸騰・限界熱流束を例題で解説 沸騰・凝縮

沸騰伝熱とは?沸騰曲線・核沸騰・限界熱流束を例題で解説

沸騰伝熱を初学者向けに解説。壁面過熱度、核沸騰、限界熱流束(CHF)、遷移沸騰、膜沸騰の違いを沸騰曲線で整理し、潜熱・熱流束・熱伝達係数の計算例まで学べます。
熱交換器とは?種類・並流と向流・LMTDの計算を例題で解説 熱交換器

熱交換器とは?種類・並流と向流・LMTDの計算を例題で解説

熱交換器の基礎を初学者向けに解説。二重管式・多管円筒式・プレート式の特徴、並流と向流、熱収支、総括伝熱係数、LMTDと必要伝熱面積の計算を例題で学べます。
放射伝熱とは?ステファン=ボルツマンの法則と放射率を例題で解説 放射伝熱

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放射伝熱の基本を初学者向けに解説。黒体・放射率、ステファン=ボルツマンの法則、正味放射伝熱、平行平板と放射熱伝達率の計算を例題で学べます。
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