この教材は旧サイト「ガス主任ハック」（〜2026年5月）で公開していた解説を、2026年7月時点の法令に合わせて更新のうえ再掲載しています。
解説基礎 part6 伝熱
伝熱
- 伝熱には３つの形態がある
- 物質内を伝わる熱伝導
- 固体と流体の間を伝わる対流熱伝達
- 離れた物体間の熱放射
熱流束、伝熱量
- 伝熱量
単位時間当たりの熱量 - 熱流束
単位面積当たりの伝熱量
熱流束（q）＝Q／A
Q：伝熱量 A：伝熱面積
Q：伝熱量 A：伝熱面積
熱伝導
熱流束（q）＝λ×（T１－T２／L）
q：熱流束 λ（ラムダ）：熱伝導率
T：温度（T1>T2）
q：熱流束 λ（ラムダ）：熱伝導率
T：温度（T1>T2）
- 熱伝導による伝熱量は、
平板両面の温度差に比例
熱伝導率に比例
平板の厚さに反比例
対流熱伝達
熱流束（q）＝h×（T1－T2）
q：熱流束 h：熱伝達率
T：温度（T1>T2）
q：熱流束 h：熱伝達率
T：温度（T1>T2）
- 対流による熱伝達量は、温度差に比例する
熱伝達率
- 熱伝達率
物質固有のものではなく、流体の流れの状態等によって異なる - 液体の方が気体より大きい
- 強制対流の方が自然対流（浮力による対流）より大きい
- 沸騰、凝縮などの相変化があると、著しく大きくなる
熱通過
- 温度効率
熱交換器の性能評価指数
高温流体の温度効率
$$＝\frac{（高温流体の入口温度ー高温流体の出口温度）}{（高温流体の入口温度ー低温流体の入口温度）}$$
低温流体の温度効率
$$＝\frac{（低温流体の出口温度ー低温流体の入口温度）}{（高温流体の入口温度ー低温流体の入口温度）}$$
※簡略化すると
$$高温＝\frac{高、入ー高、出}{高、入ー低、入}$$
$$低温＝\frac{低、出ー低、入}{高、入ー低、入}$$
$$＝\frac{（高温流体の入口温度ー高温流体の出口温度）}{（高温流体の入口温度ー低温流体の入口温度）}$$
低温流体の温度効率
$$＝\frac{（低温流体の出口温度ー低温流体の入口温度）}{（高温流体の入口温度ー低温流体の入口温度）}$$
※簡略化すると
$$高温＝\frac{高、入ー高、出}{高、入ー低、入}$$
$$低温＝\frac{低、出ー低、入}{高、入ー低、入}$$
熱放射
- 熱放射
熱が物体表面で電磁波となって空間を伝わり、他の物体に熱を伝える現象 - 真空中でも熱放射による伝熱が生じる
黒体
- 黒体
光や電磁波などをすべて吸収する性質をもった理想的な物質
- 全放射能は絶対温度の4乗に比例する（ステファン・ボルツマンの法則）
- 実在物体の全放射は、黒体より小さい
熱交換器
- 熱交換器
保有する熱エネルギーの異なる2つの流体（温かい流体と冷たい流体）間で熱エネルギーを交換するために使用する機器
※冷水と温風の場合
- 熱交換器の種類
単管式熱交換器
単管にそれぞれ流体を流して熱交換を行う（トロンボン形、コイル形など）
２流体のうち、熱伝導率の小さい側にフィンをつける二重管式熱交換器
二重管にそれぞれ流体を流して熱交換を行う多管円筒式熱交換器
多数の管束を円筒洞内に挿入した熱交換器（別名シェルアンドチューブ式熱交換器）プレート形熱交換器
凹凸形の伝熱板を、ガスケットをはさんで重ねた熱交換器
熱交換器の流動方法
- 熱交換器の流動方法
並流型
２流体の流れが同じ方向のもの
向流型
２流体の流れが逆方向のもの
直交流型
２流体の流れが直角方向のもの
- 向流型は平流型より温度効率がいい
熱流束
熱流束（q）＝λ×（T１－T２／L）
q：熱流束 λ（ラムダ）：熱伝導率
T：温度（T1>T2）
q：熱流束 λ（ラムダ）：熱伝導率
T：温度（T1>T2）
手を動かす一問一答（旧サイトのミニテストより）