水冷ヒートシンクによって熱源温度は、何度になったか

質問

水冷ヒートシンクによって熱源の温度が何度になるかについて知りたいです。

私は、今まで熱関係の学問について触れることがなかったため、申し訳ありませんが、この水冷のヒートシンクによって熱源が何度になるかという問題を解く方法を教えてほしいです。
まず、この問題を特には何という学問の何というものを学べばいいでしょうか。
教えていただいた後に学んだことを自分のものにするため、何を学べばいいのか教えてほしいです。

次に、この問題を解くための式とその使い方を教えてほしいです。

回答No.4

ohkawa3

回答(2)再出です。

ご質問の目的は、水冷機構の数値設計よりも、文字式を作りたいが方が主体なのですね。
悩むことに時間を費やすことは技術者の、技術者の贅沢と思います。
ここで、貴殿のお楽しみを奪ってしまうことは、遠慮したいと思います。

一つアドバイスするとしたら、最初からすべてのパラメータを含む方程式をつくるのではなく、熱伝達に関与する部分ごとに、まず図を描き、次にその部分についてモデル化し、続いてモデルを記述する適切な方程式を当てはめるような手順が適切と思います。

回答No.3

lumiheart

ヒーター電力計算式　なので、すいません
ただ、熱の方向が逆なだけで
加熱方向に１ｋｗなのか？冷却方向に１ｋｗなのか？だけの違いでしかない
熱計算
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/calculation/
3．加熱に要する電力
（３）流れる気体・液体

この式に代入するだけ

こんな計算はめんどくさいんで自動計算ソフト
加熱計算
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/wattage-calculation-program/
放熱計算
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/heat-dissipation-calculation-program/
熱交換器メーカの自動計算ソフト
https://www.hisaka-ex.com/simulator/web/index.php

回答No.2

ohkawa3

熱源がどの程度の発熱量か。水冷ヒートシンクの構造とその表面積がどの程度か。熱源とヒートシンクの熱的な結合状態がどのような関係か・・・・など具体的にご提示頂けるでしょうか？
具体的な内容のQ&Aを繰り返せば、お求めの具体的な「温度」に近づけるかもしれませんが、現状でご提示の条件では、抽象的で漠然とした回答しか得られないと思います。

補足

補足です。

この計算したいものの熱源の発熱量がどの程度なのかわからないため後で適当に決めて数値を入れて計算するつもりでした。
一応、条件としては熱源とヒートシンクの間にアルミブロックが挟まれている条件でお願いします。
アルミブロックは、熱源とヒートシンクに接する表面積がそれぞれA、厚さがYとします。
物性値は、【密度ρ：2700、比熱：0.686、熱伝達率：237(W/m.K)、熱拡散率：96.8(mm²/s）】です。
熱源は、このアルミブロックが外気温30℃でブロックも30℃の温度の時に1時間で50℃まで温めることができます。（それ以外の情報がちょっと内為、熱源の熱量を詳細に決めることができません。なので、こちらのデータで計算できないようでしたら適当に数値をきめてほしいです。）
ヒートシンクは、角パイプの銅管がアルミブロックの表面を蛇が這うような形で加工されて取り付けられています（加工によって銅管の物性値は、変化しない）。
この時、アルミブロックと銅管は、密着している状態であると考えてください。（密着している状態なのでその間や隙間での損失がない状態です。）
銅管の物性値【密度：8990（kg/m³）、熱伝導率：428（W/m.K ）】
長さや体積は、文字でお願いします。
冷却液は、水【密度：100kg/m³、比熱4.19KJ/kg.K 、熱伝導率：600(mW/ｍ.K)】
とします。
冷却液の流速は、1(l/min)とする。ちなみに、管内を流れる時の熱伝達率は、変化しない。
流れているときの水の熱伝達率は、適当な値を入れてください。

こんな感じの条件から熱源の温度thを求める公式を作りたいです。

他にも何かしらの物性値などが必要でしたら文字と説明で解説をお願いします。
大変わかりにくいかと思いますがよろしくお願いします。

回答No.1

kon555

水冷なら「熱流体力学」ですね。なお熱源が何度になるかについては諸条件が絡みますので、中々「こうなります」と言う事はできません。
この辺りは参考になると思いますのでご一読を。
https://okwave.jp/qa/q9459772.html
http://www.picfun.com/heatsink.html