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薄板放熱フィンで配管・放熱管・金型・設備等の熱交換効率拡大

解析事例Vol.2 200A配管の冷却解析

概要

高温流体が流れる、200A配管がある。この配管は流体を用いて製品を輸送する為の配管である。製品や配管に影響を与えないため、配管表面温度をできるだけ下げておきたい。このような配管に対してフィン部品を巻きつけるだけでどの程度の効果が期待できるか、熱流体解析を実施して確認する。

解析モデル・条件

冷却解析 素管モデル
冷却解析 フィン付き菅モデル
フィン形状モデル

解析条件

流入:乾燥空気、10m/s、100℃ 流出:大気開放 
周囲条件:乾燥空気、初期条件静止(=自然空冷)、25℃、流れ方向に直交する方向に重力有り
フィン材質:アルミ(A1050) 配管材質:ステンレス(SUS304)
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)
その他:対称形状であるため、モデルの半分を解析対象とした。実際は輸送される製品が存在するが、今回は省略した。

解析結果

・解析範囲内の配管表面温度最大値
素管:95.0℃ フィン付き管:66.5℃
→ 本条件下、解析範囲内でフィン付き管の表面温度上昇は約40%抑制できた。

・表面温度分布

素管、フィン付き菅の表面温度分布

・断面温度分布

素管、フィン付き菅の断面温度分布

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