ファンモーター 選定計算編

3-2. 開放筺体における放熱能力の算出

3-1. 密閉筺体における放熱能力の算出の結果が、要件仕様を満たさないため、開放筺体における総放熱量を求めます。

通気孔面積 : A = 0.05㎡ (0.5m × 0.01m × 10個)

通気孔面積 : A = 0.05m2 (0.5m × 0.01m × 10個)

開放筺体における総放熱量(Q)の求め方

開放筺体における総放熱量(Q)の求め方

開放筺体の場合、筺体面積からの放熱量(QW)に加え、通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)も、総放熱量に含みます。
筺体面積からの放熱量(QW)の計算式は、密閉筺体の場合と共通です。

筺体面積からの放熱量(Q<sub>W</sub>)の計算式

筺体面積からの放熱量(Q<sub>W</sub>)の計算式

通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)の計算式は、以下の通りです。

通気孔からの自然冷却による放熱量(Q<sub>V</sub>)の計算式

QW
: 筺体面積からの放熱量 [W]
S
: 筺体の有効表面積 [m2]
α1
: 内側の熱伝達率 [W/m2・K]
α2
: 外側の熱伝達率 [W/m2・K]
σ
: 空気の比重量 [kg/m3]
v
: 通風孔での空気流速 [m/s]
K
: 熱通過率 [W/m2・K]
T1
: 目標温度(装置内温度) [℃]
T2
: 周囲温度 [℃]
λ
: 隔壁の熱伝導率 [W/m・K]
CP
: 空気の定圧比熱 [J/kg・K]
A
: 通風孔面積 [m2]

熱通過率、熱伝達率、熱伝導率の詳細については、こちらをご覧ください。

開放筺体における総放熱量(Q)の計算例

手順
① 熱通過率(K)と筺体面積からの放熱量(QW)を求める
② 通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)を求める
③ 開放筺体における総放熱量(Q)を求める
熱通過率(K)と筺体面積からの放熱量(QW)を求める

3-1. 密閉筺体における放熱能力の算出の結果を流用します。

熱通過率
K = 2.32 [W/m2・K]
筺体面積からの放熱量
QW = 128.06 [W]
通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)を求める

筺体の仕様をもとに、通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)を求めます。

通気孔からの自然冷却による放熱量(Q<sub>V</sub>)の計算式

要件仕様

  • σ(空気の比重量) : 1.09 [kg/m3]
  • CP(空気の定圧比熱) : 1000 [J/kg・K]
  • v(通風孔での空気流速) : 0.1 [m/s]
  • A(通風孔面積) : 0.05 [m2]
  • T1(目標温度) : 45 [℃]
  • T2(周囲温度) : 25 [℃]
開放筺体における総放熱量(Q)を求める

筺体面積からの放熱量(QW)と通気孔からの自然冷却による放熱量(QV)をもとに、開放筺体における総放熱量(Q)を求めます。

開放筺体における総放熱量(Q)の計算式

筺体内部の発熱量
QX = 450 [W]

筺体内部の発熱量を、開放筺体における総放熱量が下回るため、開放筺体は要求仕様を満たしません。
密閉筺体、開放筺体のどちらも条件を満たさないため、今回の例ではファンモーターの設置が必要です。

次のページでは、ファンモーターによる放熱能力を求めます。

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