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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.14 配管表面温度の均一化解析

概要

弊社で販売しているフィン部品には、配管内部に丸めて挿入することで配管内から配管表面への伝熱効率を上げられるIPFFシリーズがある。
配管内に山数の異なるIPFFを挿入すると、場所ごとに伝熱効率が変化するため、山数を調整することで配管の表面温度をある程度均一にできる。どの程度均一な温度分布になると想定されるか、熱流体解析を実施して確認する。

解析モデル・条件

解析条件
配管形状:25A配管 Sch10S
配管内 流入:乾燥空気、3.0m/s、100℃ 流出:大気開放
配管外 乾燥空気、無風(自然空冷)、25℃
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)

フィンモデル

フィン:フォールディングフィンIPFF
材質:SUS304 板厚:0.2mm 数量:5個
フィン高さ:11mm 山数:4, 8, 12, 16, 20山
フィンピッチ:約4.4mm 奥行:100mm

解析結果

適切なフィンを配管内に設置することで配管表面温度の均一化、全体的な温度上昇が可能であると示された。
また、温度が上昇した結果として、配管表面からの放熱量は約1.5倍に増大した。

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