見える伝熱工学

コロナ社
小川邦康　

• 価格: 3,300円（本体3,000円＋税）
• 発行年月: 2011年10月
• 判型: Ａ５
• ISBN: 9784339046182

内容情報

[BOOKデータベースより]

１　序論
２　熱伝導―非流れ系での熱移動
３　流れ場中での運動量移動と流速分布
４　対流熱伝達―流れ系での熱移動
５　熱交換器
６　物質伝達
７　放射伝熱

[日販商品データベースより]

本書では，熱の移動や起きている現象を図によってイメージとしてつかみ，読者自身が熱の移動を見えるようになることを目指して編集した。このほか，数式の各項の意味を平易に示し，身近な伝熱現象の多くを例題として取り上げた。

まず1章の序論では，身近な熱移動現象を例に挙げて，三つの熱移動の形態を紹介する。そして，伝熱工学の基礎となる熱移動，運動量移動，物質移動の速度方程式を駆動力によって表記する。また，伝熱工学で学ぶこと，ミクロな視点での移動現象について述べる。
2章「熱伝導 ―非流れ系での熱移動―」では，初めに熱伝導で最も重要な基礎式「Fourier の法則」と身近な材料の熱伝導率を示す。つぎに，微小体積要素でのエネルギー収支をもとに「熱伝導方程式」を導く。そして，熱伝導方程式を一次元，二次元の定常熱伝導問題，さらに非定常熱伝導問題に適用した事例を紹介し，熱流束と温度分布を解析的に解く方法を示す。また，伝熱工学において代表的な無次元数であるBiot数，Fourier数の物理的意味を紹介する。
3章「流れ場中での運動量移動と流速分布」では，流れ場中に固体壁面がある場合の流体の運動量移動を扱う。まず，Navier-Stokes方程式をもとにして完全に発達した層流中での物体まわりの流速分布と物体が受ける力を求める。つぎに，境界層近似の考え方とその解法を紹介し，4章で熱移動量を求める際に必要となる速度境界層内の速度分布を示す。
4章「対流熱伝達―流れ系での熱移動―」では，対流熱伝達率の推算式を，層流，乱流，物体の形状，伝熱面の等温条件または等熱流束条件によって区分して示す。また，伝熱工学で用いられる無次元数の物理的な解釈も示す。また，内部流として円管内流れの対流熱伝達率を示し，さらに，浮力により流れが生じた際の自然対流熱伝達も示す。
5章「熱交換器」では，流体どうしが混ざり合わない隔板式熱交換器を取り上げ，温度差がある流体間で移動する熱流量と流体の出口温度を算出する方法を示す。また，対数平均温度差，熱通過有効度，熱通過数Ntuについて述べる。
6章「物質伝達」では，Fickの法則をもとにして移流がない固体中と移流がある混合気体中での物質移動について述べる。また，物質伝達で現れる無次元数のSherwood数，Schmidt 数，Lewis数を対流熱伝達と対比させて説明する。
7章「放射伝熱」では，放射伝熱の基礎となる熱放射の原理と黒体放射，灰色体について概説する。固体壁面間の放射伝熱を対象とし，固体表面の射出率，反射率，吸収率などの定義を示す。二つの固体壁面間で熱移動が生ずるとき，固体壁面間での熱流量の算出法について述べる。