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» 2015年11月18日 10時00分 UPDATE

CAE豆知識:熱伝導、熱伝達、熱放射って何?

今回は、伝熱解析の基礎「熱の伝達」についてです。

[CAD Japan.com/MONOist]
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本記事は、CADを快適な環境で使ってもらうソリューション専門街「CADJapan.com」から転載しています。


電子製品に用いられる伝熱解析の基本

 伝熱解析は次のように電子製品の試作や検証などに用いられています。

  • 伝熱解析により、製品内部温度分布を把握
  • 発熱密度増大を伝熱解析を用いた冷却構造設計により、適切に改善することで製品の小型・軽量化を実現
  • 真空中の伝熱

 今回は、伝熱解析の基礎「熱の伝達」について押さえましょう!

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どのような場合に伝熱するのか?

 例えば、次のような場合で伝熱は発生します。また、異なる媒質中では熱の伝達方法が変わります。

  • 固体中の伝熱
  • 強制対流(空冷、液冷)による固体から流体への伝熱
  • 真空中の伝熱
yk_cadjpn_131220_heat_den.jpg 伝熱のいろいろ

伝熱の形態と性質

 伝熱の形態は次の3つに分類されます。

熱伝導

yk_cadjpn_131220_heat_05_1.jpg 熱伝導の性質
  • 形態:固体または流体内部の伝熱。
  • 性質:固体または流体内部で高温部から低温部へ熱エネルギーが移動します。自然に逆方向の熱移動は起こりません。

熱伝達(対流)

yk_cadjpn_131220_heat_06_1.jpg 熱伝達の性質
  • 形態:流体と固体間の伝熱。
  • 性質:高温固体から低温流体(気体、液体)へ熱エネルギーが移動する際に、加熱された流体が上昇し上部の冷たい流体が降下します。

熱放射(輻射)

yk_cadjpn_131220_heat_07_1.jpg 熱放射の性質
  • 形態:真空中の電磁波形式での伝熱。
  • 性質:放射エネルギーは他の物体に照射されると物体表面に反射エネルギー、吸収エネルギーが生じます。透明物体の場合は透過エネルギーも発生します。

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