熱交換器計算まとめ

熱交換器の熱負荷Q、LMTD、必要UA、必要伝熱面積A、総括伝熱係数U、汚れ条件を確認するための関連計算ページを目的別に整理しています。 「熱負荷を求める」「LMTDと面積を確認する」「U値の単位をそろえる」「能力低下の原因を切り分ける」といった流れで使えます。

本ページは熱交換器まわりの計算ページを選ぶための入口です。結果は概算・条件整理用であり、詳細設計では補正係数F、圧力損失、材質、汚れ条件、相変化、メーカー資料を確認してください。

まず確認する順序

  1. 処理したい熱負荷Q、または加熱・冷却に必要な熱量を確認する。
  2. 入口・出口温度からLMTDを確認し、熱交換器の温度推進力を整理する。
  3. U値や熱伝達率の単位をそろえ、必要UA・必要伝熱面積Aを概算する。
  4. 汚れ、面積余裕、冷却水・加熱媒体流量、能力低下時の切り分けを確認する。

熱負荷・媒体流量

熱収支側の条件を整理し、熱負荷Qや冷却水・加熱媒体の必要流量を確認します。

LMTD・必要UA・必要面積

温度条件と熱負荷から、LMTD、必要UA、必要伝熱面積Aを概算します。

U値・汚れ・物性の確認

総括伝熱係数U、熱伝達率、熱伝導率、汚れ係数の違いを整理します。

能力低下・運転確認

出口温度不達、冷却水条件、汚れ、バイパスなどを順番に確認します。

使い分け早見表

確認したいこと 使うページ 注意点
熱負荷Qを求めたい 熱量・加熱冷却負荷計算 顕熱の概算です。潜熱、反応熱、熱損失は別途確認してください。
LMTDや必要伝熱面積Aを見たい LMTD・熱交換器計算 多パスやクロスフローでは補正係数Fの扱いに注意が必要です。
U値や熱伝達率の単位をそろえたい 熱伝達率・総括伝熱係数の単位換算 熱伝導率 W/(m·K) とは意味と単位が異なります。
既設機の能力低下を確認したい 能力低下・出口温度不達の切り分けガイド 熱収支、LMTD、U値、流量、汚れ、バイパスを分けて確認します。

結果を使うときの注意

必要UAや必要伝熱面積Aは、入力した熱負荷Q、LMTD、U値に基づくスクリーニング用の概算です。 実際の熱交換器選定では、補正係数F、圧力損失、許容流速、材質、汚れ条件、洗浄性、相変化、メーカー仕様を確認してください。

FAQ

熱負荷Qが分からない場合はどこから始めますか？

質量流量、比熱、温度差が分かる場合は、熱量・加熱冷却負荷計算から始めると整理しやすいです。

LMTDと必要伝熱面積Aはどのページで確認しますか？

LMTD・熱交換器計算で、入口・出口温度、熱負荷Q、総括伝熱係数Uから必要UAや必要伝熱面積Aを概算できます。

U値と熱伝導率は何が違いますか？

U値や熱伝達率は流体と伝熱面を含む熱移動の係数です。熱伝導率は材料内部で熱が伝わる性質を表す物性値です。

汚れ係数はこのサイトで自動計算できますか？

汚れ係数そのものの推算は行いません。汚れを含めたU値や面積余裕の考え方を整理するページを参考にしてください。

計算結果をそのまま熱交換器選定に使えますか？

そのまま最終選定値にするのは避けてください。概算結果として条件を整理し、詳細設計やメーカー選定条件と照合してください。