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）
演習過去問題（旧サイトより）
第１問
対流伝熱に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
物体の表面から流体に伝わる熱流束は、物体の表面温度と流体の温度の差に比例する
正しい
物体表面の近くで急激な流体の温度変化が生じ、この温度変化が熱移動の駆動源となる
正しい
【設問の正解】 一般に、、液体に比べて気体の熱伝導率は大きい
一般に、液体に比べて気体の熱伝導率は大きい→小さい
一般に、自然対流に比べて強制対流の熱伝導率は大きい
正しい
一般に、沸騰・凝縮等の相変化が生じると熱伝導率は著しく大きくなる
正しい
第２問
熱放射に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
熱放射では、電磁波を介して空間を熱エネルギーが移動する
黒体の全放射能は、その絶対温度の4乗に比例し、これをステファン・ボルツマンの法則という
実在物体の全放射能は、黒体の場合に比べて小さくなる
全放射率は、実在物体の全放射能と黒体の全放射能の比である
【設問の正解】 全放射率は、物体の表面の性状に依存しない
全放射率は、物体の表面の性状に依存しない→依存する
第３問
次の説明に当てはまる構造の熱交換機の名称として、適切なものはどれか 「凹凸型にプレスされた伝熱板をガスケットをはさんで重ね合わせ、板の間を交互に2つの流体が流れるようにした構造」
二重管式熱交換器
ジャケット形熱交換器
【設問の正解】 プレート形熱交換器
ブロック形熱交換器
多管円筒式熱交換器
第４問
放射（輻射）伝熱に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
真空中でも生じる
電磁波による伝熱現象である
【設問の正解】 放射エネルギーは、物体表面の絶対温度の2乗に比例する
不正解、放射エネルギーは、物体表面の絶対温度の2乗に比例する→4乗に比例
全放射率は、実在物体の全放射能と黒体の全放射能の比である
黒体は、外部から入社してくる熱放射エネルギーをすべて吸収する
第５問
熱放射に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
【設問の正解】 真空中では、物体の熱放射は生じない
真空中でも、物体の熱放射は生じる
絶対零度でない限り、物体から電磁波が絶えず放射される
黒体は外部から入社してくる熱放射エネルギーをすべて吸収する
放射率は、波長分布、表面温度、物体表面の物質と性状にによって異なる
黒体でない物質表面では、熱放射すると同時に他の物質表演からの熱エネルギーの一部を吸収し、残りを反射する
第６問
熱交換器に関する次の記述について、次の【 】の中の（イ）～（二）に当てはまる語句の組み合わせとして適切なものはどれか
流動方式で分類すると、【（イ）】、【（ロ）】、【（ハ）】に分類される。
【（ロ）】は一般に【（二）】が高く、【（ハ）】は流体通路の配置の便宜上広く用いられる
（イ）並流形（ロ）向流形（ハ）直交流形（二）熱効率
（イ）向流形（ロ）直交流形（ハ）並流形（二）温度効率
（イ）向流形（ロ）並流形（ハ）直交流形（二）温度効率
（イ）並流形（ロ）直交流形（ハ）向流形（二）熱効率
【設問の正解】 （イ）並流形（ロ）向流形（ハ）直交流形（二）温度効率
第１問
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第２問
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第３問
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