ガス冷却

質問

水槽に鋼管を通し、その中にガスを流し冷却する装置で、ガス量・ガス温度・水温・鋼管厚・接面積等から冷却能力を求める計算方法があれば教えて下さい。お願いします。

回答No.2

kikero

Ｑ＝ＵＡΔt
　　Ｑ=熱移動量、Ｕ=総括伝熱係数、Ａ=伝熱面積、Δｔ=内外温度差
　1/Ｕ＝1/ｈ1＋1/ｈs1＋L/ｋav＋1/ｈ2＋1/ｈs2
　　ｈ=境膜伝熱係数、ｈs=汚れ係数、L=配管壁厚、kav=平均熱伝導率(温度により変る値の平均）、1と2の添え字は、内側と外側の区別

　簡単そうに見るけど、どうしてどうして！！
　ｈは乱流と層流で大きく変わるし、その他流体条件（粘度など）にも左右されるし、
　hsはスケール係数とも言い、管壁の汚れ具合で大きく変化するし、
　Δtも向流と併流で異なるし、入り口と出口の温度差を平均するにも対数平均の必要が有るし、
　Ａも、管状物では内側と外側の面積の対数平均にしなければならないし、
　私なら、計算しようなどと言う無謀な試みは止めます。

　ところで、ガスを冷却する側が液体なら、ガス温度は結構簡単に冷えますヨ。

お礼

初めまして裕雄です。書籍等を片っ端にしらべたけどやっぱり難しいので実際にやってみるのが一番ですね。ご丁寧な回答有難うございましたご丁寧な回答有難うございました。

回答No.1

CAW

計算方式といっても、そんなに単純な系ではないのでこれというものはないでしょう。
伝熱方程式を解けば基本的には出るのですが、鋼管内の流れが層流か乱流かで温度分布がまったく変わります。
熱交換効率をあげるために乱流を発生させるための内部構造なんていうのも実用化されています。

ところで、ガスですか。まして冷却というと、ヒートポンプではないかと疑われます。
減圧した冷媒が潜熱を奪って蒸発するときの熱交換については冷媒の特性線図やらいろいろに基づいてその熱交換特性は
推定計算されてさらにややこしくなります。

お礼

初めまして裕雄です。書籍等を片っ端にしらべたけどやっぱり難しいので実際にやってみるのが一番ですね。ご丁寧な回答有難うございましたご丁寧な回答有難うございました