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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.7 ガスバーナー式フライヤーの熱交換解析

概要

フライヤーとよばれる厨房機器には、パイプ内にバーナーの火炎を通して揚げ物用の油を加熱するタイプがある。パイプを介して火炎の熱が油に伝わるため、伝熱効率向上のためにパイプに工夫を施す事例が見られる。弊社として提案できる工夫の一例として、パイプ内にフィン部品を設置することで、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

フライヤー熱交換解析(パイプ短いモデル)

解析条件
パイプ内 流入:乾燥空気、10m/s、900℃ 流出:大気開放
パイプ外 流入:油、0.01m/s、150℃ 流出:大気開放
フィン・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)

フライヤー熱交換解析(パイプ長いモデル)
使用フィン:フォールディングフィンIPFF

解析結果

・油温度上昇平均値
短いモデル フィン無し:1.3℃ フィン1個有り:4.08
長いモデル フィン無し:0.92℃ フィン3個有り:1.69
→油の温度が上昇しており、フィンの設置によって
 熱伝達の効率が向上することを確認できた。

・長いモデルの温度分布(右図)
フィン設置箇所が明確に高温になった
フィンの枚数を流入側少な目等に変更すると
温度分布を均一にできる可能性がある。

油流出口の温度分布図
全体温度分布断面図

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