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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.8 ガス加熱用ヒーターの熱伝達解析

概要

工業的に使用されるガスは反応性を高めるため、単に熱処理を行う媒体として使用するため、など様々な理由から使用前にヒーターで加熱する場合がある。一例として、容器内のガスをヒーターを用いて加熱する場合について考える。このヒーターにはフィン等が無かったとして、弊社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

ヒータ部分モデル化
ガス加熱用ヒーターの熱伝達 全体モデル
フィンモデル:ラッピングフィンOPWR

解析条件
容器内 流入:大気開放、乾燥空気、25℃ 流出:10m/s
ヒーター 800℃固定 
フィン・配管材質:ステンレス(SUS304)

解析結果

・空気温度上昇平均値
 フィン無し:528℃ フィン2個有り:623
 → 空気に伝わる熱量が増加しており、
   フィン設置による熱伝達効率の向上が見られた。
   今回のモデルでは18%程度の性能向上となった。

今回の解析では放射の影響を考慮していないが、
フィンの設置で表面積が増大しているため、
実際には更に高性能化すると考えられる。

温度分布断面図

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