概要

弊社では配管の外側に巻きつけることも可能なフォールディングフィン（以下、FF）を発売しており、特に一部配管を対象としてOPFFというシリーズをラインナップしている。しかし、フィンの最適な形状は配管径や周囲の環境によって異なるため、OPFFも最適形状かどうかは不明である。そこで、一例として縦向き25A配管、自然空冷環境のフィンの最適形状を、熱流体解析を実施して検討する。

解析モデル・条件

・解析内容
温度一定の円柱にフィンを巻きつける。指定のフィン高さでフィンの板厚、フィン数を変化させ、
各形状を熱流体解析して放熱量を計算する。この結果から、フィン高さに応じた最適形状を得る。

・解析条件
円柱：60℃固定、放射率0.35設定　フィン材質：アルミ（A1050、放射率0.05設定）　
周囲条件：乾燥空気、初期条件静止（＝自然空冷）、25℃、重力方向は図に記載の方向
フィンと配管の間：接触熱抵抗有り（空気厚さ60μm相当の熱抵抗）

解析結果

最適形状は上表のようになった。
解析結果の傾向は右図のグラフのようになり、
高さ35以降はフィン数が多いほうが高性能となった。
高さ25以下も比較的多めの条件が高性能となった。

また、放熱性能の見方としては
例えばフィン高さ35の場合約740%性能向上であるため、
この場合は最適フィンの設置で放熱量が約8.4倍になる計算。