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基礎編1. 熱伝導1.1 軸方向熱伝導(2) - 理論式

理論式

Q2 計算式と計算解

ここでは水平方向の熱抵抗R1と垂直方向の熱抵抗R2の2つの熱抵抗の和と考えて 温度差を計算することができます。(解説図1-1)


ここでは曲りの影響はほとんど表れていません。 このように、曲り部分が直線部に比べて非常に短い場合は、2つの直線の和と考えて良いことが分かります。

しかし、直線部が解説図1-2のように極端に短い場合、2つの直線の和と考えて計算すると誤差が大きくなります。 このような場合はFlowDesignerなどを使用した熱伝導数値解析が必要になってきます。

FlowDesignerによる計算結果です。温度差は 80℃となっています。
(解説図1-3:温度分布と熱流束ベクトル)

熱回路網による計算結果です。温度差は100℃となっており、誤差が大きいことが分かります。
(解説図1-4)

Q4 計算式と計算解

ここでは左側の熱抵抗R1と右側の熱抵抗R2の2つの熱抵抗の和と考えて 温度差を計算することができます。(解説図2-1)


ここでは直線部の長さが長く、断面変化が小さい場合はその影響はほとんど表れていませんね。 このような場合は、2つの直線部の熱抵抗の和と考えて計算することができます。

しかし、直線部が解説図2-2 のように極端に短い場合は2つの直線の和と考えて計算すると誤差が大きくなります。 このような場合はFlowDesignerなどを使用した熱伝導数値解析が必要になってきます。

FlowDesignerによる計算結果です。温度差は 67.0℃となっています。
(解説図2-3:温度分布と熱流束ベクトル)

熱回路網による計算結果では温度差は 50.5℃ となっており、誤差が大きいことが分かります。
(解説図2-4)

数値計算では構造が複雑な(解析解が求められない)ときこそ能力を発揮します。

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