熱設計と数値シミュレーション Q&Aページ

 


 

分 類 質 問 内 容 著 者 回 答
訂正

P19の(式2.11)の係数が8になっていますが、何でも相談室セミナーテキストでは6となっています。どちらが正しいのでしょうか?またこの式はどのようにして導かれたのでしょうか?

(式2.11)の係数8が間違いです。この式はコルバーンの式と呼ばれる平行平板の乱流実験式から導いています。

 コルバーンの式    Nu=0.037Re4/5Pr1/3

これに空気の物性値を代入し、h=6(V0.8/L0.2 が導かれます

訂正

P52 図5.3のセルB17が放射の熱伝達率になっています。全表面積を掛ける必要は無いでしょうか。

大変失礼しました。図5・3に誤りがありました。

正しくは、表面積を掛ける必要があり、下記のようになります

=(B1*B2+B1*B3+B2*B3)*2*D3*B4*(B10^2+B11^2)*(B10+B11)

図5.5も同じ間違いがあります。

オーム社にあるダウンロード用Excelファイルは修正しました

訂正

P60に記載の 式6.1 についてです。 式6.1は

 Rwire = Qwire /{ Swire・(hc + hr)・η・ΔT } とありますが、

 Rwire = 1 /{ Swire・(hc + hr)・η }

ではないでしょうか。

ご指摘の通り式に誤りがあります。式6.1は正しくは下記のようになります。

 Rwire= 1 /{ Swire・(hc + hr)・η }   (式6.1)

Swire:リード線の表面積〔m2〕、hc:自然対流平均熱伝達率〔W/ (m2K)〕

hr:放射平均熱伝達率〔W/(m2K)〕、η:円形断面フィンのフィン効率

訂正

P66の図6.9のB18の式で、 =1150*B5*0.166*(D4*D9)^0.5*2

となっていますが、最後の*2は必要でしょうか?

式6.8にはないので不要だと思いますが。。

式6.8の方に×2が抜けておりました。Excelは正しい式が入っています。

換気の熱コンダクタンスでは空気温度上昇ΔTairを使いますが、対流、放射ではΔTsurfを使います。未知数をΔTsurfのみにするため、ΔTair=ΔTsurf×2の関係を用いて、 コンダクタンス側に×2を入れΔTsurfに関する式に変換します。

訂正

NEW

P73の表7.3の 断面積の変化 狭まり(長方形断面)で角度θが、30°45°30° となっています。間違いでしょうか?

大変失礼しました。30°45°60°の誤りです。 

訂正

P75に「通風抵抗は電気抵抗と同じように直列則・並列則が成り立ちます」と 書いてあるのですが、式7.18に関しまして、一般的な電気抵抗の並列則とは異 なる式となっております。この式記載が正しいかどうか、ご確認して頂けますか。

大変失礼しました。式7.18に誤りがありました。

正しくは、左辺がRではなく、1/√(R) となります。

並列の流体抵抗の場合、両端の圧力差が同じで、各流体抵抗を流れる流量の総和がトータル流量Qとなることから導くことができます。

訂正

P107の図9.15のExcelファイルで、C8セルに

= 0.0003*(2.51* 0.56*(ABS(B16-B21)/ 0.01)^0.25+ 0.92*0.0000000567* 0.00032*((B16+273.15)^2+(B21+273.15)^2)*((B16+273.15)+(B21+273.15)))

という式が入っていますが、0.0003とは何でしょうか?表面積だと思いますが、表面積であれば0.000332m2となります。

間違いではないでしょうか?

式に誤りがありました。

正しい式は下記のようになります。

= 0.000332*(2.51* 0.56*(ABS(B16-B21)/ 0.01)^0.25+ 0.92*0.0000000567*((B16+273.15)^2+(B21+273.15)^2)*((B16+273.15)+(B21+273.15)))

計算値も書籍の値と異なります。

オーム社のダウンロード頁にあるExcelファイルは修正済です。

訂正

記載のプログラム(p.133)を使って熱移動方向性を加えた 計算を試みましたが,連立方程式を解く段階で「オーバーフロー」のエラーが生じます。うまくいく回路もあるので,何か条件がそろうことによって 計算が正しくおこなわれていると思うのですが,その条件がよくわかりません。

大変失礼しました。ソースコードに誤りがありました。プログラムを下記のように修正してください。修正モジュール「Sub SOLVE2()」

誤)

A(N2, N2) = A(N2, N2) + el
A(N2, N1) = A(N2, N1) - el


If FL <> 1 Then
A(N1, N2) = A(N1, N2) - el
A(N1, N1) = A(N1, N1) + el
End If

正)

If FL <> 1 Then
A(N1, N2) = A(N1, N2) - el
A(N2, N2) = A(N2, N2) + el
End If


A(N2, N1) = A(N2, N1) - el
A(N1, N1) = A(N1, N1) + el

質問

自然換気(温度差換気)で熱と流体を連成させたいのですが、 VBAコードでどのように記述すれば良いのか興味がありました。

13章では流体抵抗網の結果から温度を求めていますが、 温度差から自然換気の流体抵抗網に自然換気量Qとして 戻して連成させて、温度と流体を求める方法を知りたかったです。

このような方法を実現させるVBAコードが書籍には無いように 思えましたが、もし実現されているのであれば教えて頂けると 大変勉強になります。

自然対流の場合、温度差によって発生する浮力を、流れ計算の 圧力境界として戻すことで計算可能です。 VBAを変更する必要はありません。

Excelの参照だけで済みます

計算サンプルをアップしました。⇒ 自然空冷の流体回路と熱回路の連成計算例

例題は最後の2枚のシートです (※会員登録済の方のみDL可能です)

この例を書籍に載せなかったのは、自然空冷の場合、筐体からの 対流、放射の放熱割合が大きくなり、これだけの計算だと実際 よりも温度が高めになるためです。  もし実用計算に使用するのであれば、第11章の通風筐体の 熱回路も取り入れる必要があります。少々複雑になりますが 実機に即した結果が得られます

質問/訂正

NEW

P156のダクト直線部L=0.15mになると思うのですが、 この部分の圧力損失係数ζが0.19となっています。これはRe係数から計算されると思いますが、 まだ流速が求められていないのに算出されています。 どのように算出すれば良いのでしょうか?

ここでは式を簡単にするために、0.19(0.19は間違いで0.095が正)を 固定値としています。 計算結果としてJ列に風速が計算されているので、これを使ってReを 計算できます。つまり、0.19(0.095)の代わりに、ここに摩擦圧損を 計算する式を代入すれば反復計算で正しい値を求められます。会員用にサンプルシートをアップしてあります。

尚、この計算は第2部 P77にも同じ計算例があり、この方法で 計算していますので参考にしてください

質問

筐体(筐体ファン付き)と内部ファン(ダクト付き) があるような構成をシミュレーションしたいのですが、 どのようにすればよいか悩んでおります。 単純にファンの数だけ流量固定接点をふやせばよいのでしょうか?

内部ファンを表現する場合、境界上のファンと異なり 排気側・吸気側の2節点を固定風量とします。 両者は風量は同じですが、正負逆になります。

固定風量の値は、排気節点と吸気節点の圧力差を元にファンカーブ から算出します。 事例を添付します

質問

電子回路シミュレータで熱等価回路の作成が可能ですが、 対流や放射など温度依存性のある熱抵抗に関しても、 回路シミュレータ上でモデル化が可能でしょうか?

 

非線形抵抗という素子があります。

Arbitrary Non-linear Passive Devices

Each of these will place a part which looks exactly like its linear counterpart. The difference is that when you try and edit its value with F7 or menu Edit Part... you will be prompted to enter an expression. In the case of the resistor and capacitor, this relates its value to the applied voltage and for inductor the expression relates its inductance to its current. For resistors and capacitors, the terminal voltage is referred in the equation as 'V(N1)' and for inductors the device's current is referred to as 'I(V1)'.

電圧に応じた抵抗値をリストで入力できるので、節点の温度を参照して抵抗値を変化 できると考えます。

 

 


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