シーム溶接をされたU字型フィンのフィン効率と有効度
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概要
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シーム溶接をされた厚さの薄いフィンに関して,フィン表面に一定の熱伝達率およびフィン底部とフィン取付板との溶接されていない部分の間隙に一様な熱抵抗を仮定して,その温度分布,フィン効率,フィン有効度,フィン取付板全体に対する有効度(総フィン有効度)を計算し,熱伝達率,すなわちフィン表面からの放熱量(放熱熱次元量M),間隙熱抵抗(間隙熱抵抗無次元量N)および無次元フィン形状(L_1,L_2,L)がこれらにどのように影響するかを調べた。フィンの長さ方向(横方向)の温度分布は,フィン表面からの放熱量が多いか,または間隙熱抵抗が大きくなるにしたがって急激に降下する.フィン効率はフィン表面からの放熱量,間隙熱抵抗あるいはフィン高さが減少するにしたがって増加する.放熱量が非常に大きい場合には,フィン底部の溶接をされていない非溶接部の幅が大きくなるほどフィン効率は多少よくなるが,放熱量が小さい場合は逆となる.しかし放熱量の大きい(Mが0.3〜1.0より大きい)場合にはこの様なフィンを付けること自身あまり意味がない.間隙熱抵抗のフィン効率への影響はあまり大きくはなく,間隙熱抵抗熱次元量Nがほぼ0.2を越すとフィン効率はほとんど変化しなくなる. フィン有効度については,フィン有効度とAfあるいはNの関係はフィン効率とMあるいはNの関係と同じ傾向を有すること,またフィン有効度はフィンの非溶接幅が減少するかあるいはフィン高さが増すと増加するが,しかしその値は飽和することがわかった.したがって最適フィン高さが存在し工業上普通使われる場合空気では無次元フィン高さL_2は2〜10,水では1〜3くらいの範囲内にある.総フィン有効度はフィン有効度と同じ傾向を示し,かつM,N,非溶接幅およびフィン高さを一定にしてフィンピッチを大きくしていくと,漸近的に一定値に近ずく。
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