フィン効率計算機は、機械エンジニア、HVAC設計者、熱交換器の専門家が、フィンが最大潜在能力と比較してどれだけ効率的に熱を伝達するかを計算するのに役立ちます。フィン効率は、フィンが周囲の流体に熱を伝達するためにどれだけ表面積を利用しているのかを示します。フィン効率が高いほど、より少ない材料でより優れた熱性能が得られます。この値を知ることは、ラジエーター、ヒートシンク、エアコン、産業用熱交換器の設計に不可欠です。このツールは 熱工学と熱伝達計算機 エネルギー効率とコスト効率に優れたシステム設計をサポートします。
フィン効率計算機の計算式
フィン効率（ηf）＝実際の熱伝達率／最大可能熱伝達率
直線状の長方形フィン（プレートフィン熱交換器で非常に一般的）の場合：
ηf = tanh(mL) / (mL)
どこ：
- ηf = フィン効率（単位なし、パーセンテージで表記されることが多い）
- m = sqrt[ 2h / (k × t) ]
- h = 対流 熱伝達係数 (W/m²・K)
- k = フィン材料の熱伝導率（W/m·K）
- t = フィンの厚さ（m）
- L = フィンの根元から先端までの長さ（m）
- tanh = 双曲線正接関数
円筒形（ピン）フィン（円形断面）の場合：
ηf = tanh(mL) / (mL)
と：
m = sqrt[ (4h) / (k × D) ]
D = フィンの直径（m）
形状は m 値に影響しますが、主な方程式は同じままです。
共通フィン効率参照表
この表は、一般的な材料と構成のおおよそのフィン効率を示しており、設計初期段階で値を素早く見積もるのに役立ちます。
| フィン素材 | 標準的なフィンの長さ | 標準効率（％） |
|---|---|---|
| アルミニウム、ショートフィン | 10〜30 mm | 85〜95％ |
| 銅、短いひれ | 10〜30 mm | 90〜98％ |
| アルミニウム、ロングフィン | 50〜100 mm | 60〜80％ |
| スチール、ロングフィン | 50〜100 mm | 50〜70％ |
重要なアプリケーションでは常に正確に計算します。
フィン効率計算機の例
例を段階的に見ていきましょう。
与えられた：
- アルミニウム製の長方形のフィン
- h = 50 W/m²·K
- k = 205 W/m·K （アルミニウム）
- t = 0.002 m（厚さ2 mm）
- L = 0.03 m（長さ30 mm）
- mを計算します:
m = sqrt[ 2 × 50 / (205 × 0.002) ]
= 平方根[ 100 / 0.41 ]
= 平方根[ 243.90 ]
15.62 XNUMX - mLを計算します:
mL = 15.62 × 0.03 = 0.4686 - ηfを求めよ:
ηf = tanh(0.4686) / 0.4686
tanh(0.4686) ≈ 0.4375
ηf = 0.4375 / 0.4686 ≈ 0.9337
したがって、フィン効率は約 93.37% になります。
最も一般的な FAQ
フィンの表面積のうち、実際にどれだけの部分が熱伝達に役立っているかを示します。効率が低いと材料と重量が無駄になり、コストがかさむ可能性があります。
対流係数を上げるには、熱伝導率の高い材料（銅など）を使用するか、フィンを短くするか、空気の流れを改善します。
いいえ。形状、長さ、厚さ、材質、空気の流れによって効率は変わります。信頼性の高い性能を確保するには、必ず各設計ごとに計算を行ってください。