熱設計の理論と実践：

冷却系設計・計算メカニズム徹底習得講座

～ヒートシンク、水冷コイル、ダクト設計から圧力損失計算まで～

（Excel計算シートを作ろう）

【会場/WEB選択可】WEB受講の場合のみ,ライブ配信/アーカイブ配信（7日間何度でも視聴可）

1　本セミナーで学ぶこと　

　1-1　熱の伝わり方の3形態（熱伝導，熱伝達，ふく射）

　1-2　ヒートシンクを使った設計

　1-3　水冷機器の設計（銅パイプによる冷却）

　1-4　水，空気をあてた発熱体の温度予測

　1-5　ダクトの設計

2　熱の伝わり方の3形態　

　2-1　バルク温度の計算法（冷却水の入口温度と出口温度の関係）

　2-2　熱伝導

　2-3　熱伝達

　2-4　熱伝導と熱伝達の組合せ　

　2-5　固体内部の温度分布

　2-6　熱伝導方程式

3　ヒートシンクを使った冷却系の設計　

　3-1　ヒートシンク系の設計計算法

　3-2　固体接触面の熱抵抗

　3-3　ヒートシンクのExcel計算シート

　3-4　計算練習　ヒートシンクの計算

4　水冷コイルの設計　

　4-1　冷却水が流れるパイプ内の温度分布

　4-2　冷却水との接触面の温度

　4-3　熱伝達率の計算法

　4-4　混合平均温度

　4-5　水冷コイルの設計計算例と計算Excelシート

　4-6　計算練習　水冷コイルの温度予測

5　流れる流体の圧力損失　

　5-1　層流と乱流

　5-2　粘性係数の定義　

　5-3　管路の圧力損失

　5-4　計算練習　圧力損失の計算

6　水，空気をあてて物体を冷やす問題（外部流れ）　

　6-1　ヌセルト数

　6-2　自然対流熱伝達と強制対流熱伝達

　6-3　ヌセルト数から熱伝達率を求める

　6-4　自然対流熱伝達　計算例

　6-5　強制対流熱伝達　計算例と計算Excelシート

7　ダクトの設計　

　7-1　断熱材内の温度分布

　7-2　ダクトの熱計算法

　7-3　ダクトの熱計算例と計算Excelシート

　7-4　計算練習　ダクトの熱計算

Q&A

8　ふく射　

質疑・応答

会場・WEB  選択可

業種：ものづくり産業

所属部署：設計・開発，CAE専任部門，品質管理部門

レベル：冷却機器の設計者，実験評価者，品質担当者

高校数学，温度，密度，比熱など熱に関する基礎知識があれば理解が進みます。

１）熱伝導，熱伝達，ふく射の理論と計算法

２）ヒートシンクを使った冷却系の設計法

３）水冷コイルの設計法

４）水，空気をあてて物体を冷やす問題の計算法

５）ダクトの設計法

６）流れる流体の圧力損失の計算法　など

　冷却系の設計といっても守備範囲はとても広くなります。ここでは実際の機器設計場面で使う頻度の高い，①ヒートシンクを使った設計，②金属パイプを使った冷却装置（水冷コイルの設計），③水，冷却ファンなどで空気をあてて物体を冷やす問題，④ダクトの設計，に焦点を当てて設計法を解説します。ふく射についても基礎的なことを解説します。

　冷却系は水ないし空気などの流体を使って冷やします。ということは解決しなくてはならない問題は2つあり，ひとつ目は発熱している固体自身の熱の伝わり方と温度分布，ふたつ目は固体と流体（水や空気）と接している面（伝熱界面といいます。）の熱の伝わり方と固体と流体との温度差です。前者は熱伝導問題，後者は熱伝達問題です。熱伝導と熱伝達については理論と計算法を解説します。前述したように冷却流体を使って冷やすので，流体の層流と乱流の違いなど必要最小限のことを説明します。

　ここで解説した冷却系の設計計算については，計算式はもちろんのこと設計計算Excelシート（計算セルの式を公開）を紹介します。

　そして受講者の理解度を深めるために適宜練習問題を組み込みます。