伝熱

熱伝達係数（代表相関式）

円管内層流・円管内乱流・平板上乱流・垂直平板自然対流の代表相関式から、Nu数と熱伝達係数 h を概算します。

入力

選択中の相関式

円管内・乱流

操作

密度 ρ

平均流速 u

m/s

管内径 D

代表長さ・管長 L

円管内層流では入口からの管長、平板・自然対流では平板高さまたは流れ方向長さを入力します。

粘度 μ

バルク平均温度での粘度を入力します。

壁温での粘度（任意） μ_w

比熱 C_p

熱伝導率 k

W/(m K)

体膨張係数 β

1/K

気体では概算として β ≈ 1/T［K］を使うことがあります。

壁面と流体の温度差 ΔT

入力値を入れて「計算する」を押してください

熱伝達係数は、代表長さに基づくヌセルト数 $Nu$ から求めます。

Re=\frac{\rho u D}{\mu}, \qquad Pr=\frac{C_p \mu}{k}, \qquad Nu=\frac{hD}{k}

円管内の発達した層流入口域では、壁温での粘度補正を含む次式を使います。

Nu = 1.86\left(Re\,Pr\,\frac{D}{L}\right)^{1/3}\left(\frac{\mu}{\mu_w}\right)^{0.14}

円管内の乱流では、Dittus-Boelter型の相関式を使います。

Nu = 0.023 Re^{0.8} Pr^n

平板上の発達した乱流強制対流と、垂直平板上の層流自然対流は次式で概算します。

Nu = 0.036 Re^{0.8} Pr^{1/3}, \qquad Nu = 0.555(Gr\,Pr)^{1/4}

h = \frac{Nu\,k}{L_c}

ここで扱う式は、単相流・代表的な形状に対する概算相関式です。沸騰・凝縮、複雑形状、非ニュートン流体、放射伝熱が無視できない場合は、対象装置に合った相関式を確認してください。

スッキリわかる化学工学

二井晋・小林敬幸・向井康人・橋爪進・衣笠巧著 / 裳華房