複数材料を組み合わせた場合の熱伝達率について

質問

複数材料を組み合わせた場合の熱伝達率について御教示ください。例えば、熱伝導率及び熱伝達率が単体では既知の合板とシートで２重に覆った時の熱伝達率の計算方法を御教示いただきたくよろしくお願い致します。超概算値でよいので推定できたらと思っています。

回答No.1

sat000 · ベストアンサー

具体的な構成が今一つピンとこないので、考え方を書きます。
今、2つの材料が接しているとします。この時の接している境界の温度をT2、高温側の温度をT1、低温側をT3とします。
図で描くと、
| A | B |
| | |
T3 T2 T1
h2 h1
で、T1>T2>T3です。
この時、熱流束q [W/m^2] = h (T1 - T3) と書きたいわけですね。
材料Aの熱伝達率をh2、Bをh1とすると、AとBとの熱流束は等しくないといけない(発熱や吸熱が無い場合)ので、
h1(T1-T2) = h2(T2-T3) --- (1)
となります。T2について整理すると、
T2 = T1 h1/(h1+h2) + T3 h2/(h1+h2)
で、これを式(1)のどちらでもよいので代入します。とりあえず左辺で計算しますと、
h1(T1-T2) = h1 h2/(h1+h2)(T1 - T3)
となります。
従って、h = h1 h2/(h1+h2)
を得ます。抵抗の並列のような表記になりますね。

お礼

式の導出まで御教示いただきありがとうございました。

回答No.2

FT56F001

> h = h1 h2/(h1+h2) 抵抗の並列のような表記
というより，
コンダクタンスの直列の表記という方が，
物理的には近いと思います。

お礼

ありがとうございました。