ホローコンダクターを使ったコイルの冷却設計：CAE解析とExcelを使いながら冷却系設計を自分でやってみる（15）（2/4 ページ）

[高橋良一／ＲＴデザインラボ 代表，MONOist]

　レイノルズ数およびヌセルト数は、以下の式で求めます。レイノルズ数が2300［-］より小さければ層流、2300［-］より大きければ乱流とします。

式11

　ヌセルト数は次の式を使います。

式12

式13［クリックで拡大］

　熱伝達率と伝熱界面温度差は以下の式で求めます。これにより、伝熱界面温度が算出されます。

式14

式15

　次に、圧力損失を求めます。層流時の圧力損失係数は式16によって算出します。

式16

　乱流時の圧力損失係数は、式17がゼロとなるよう、Excelのゴールシーク機能を使用して求めます。図5のようなイメージです。

式17

図5　ゴールシーク機能を使った管摩擦係数の計算［クリックで拡大］

　これは連載第12回で紹介した、Moody線図の滑らかな管の式です。筆者はホローコンダクターの圧力損失データを持ち合わせており、おおよそ滑らかな管の式でいいようです。

　圧力損失は、式18で求めます。

式18

　導体内部の温度分布は、前回紹介した式19を用います。

式19［クリックで拡大］

　導体内の最高温度は式20で算出され、絶縁材の温度もこれと同じになります。

式20

参考文献：

• ［1］日本財団｜図書館｜Webサイト