핀(방열)

이 항목으로는, 방열에 이용되는 구조에 대해 설명하고 있습니다.그 외의 용법에 대해서는 「핀(애매함 회피)」를 봐 주세요.

열공학에 있어서의 핀(영: fin)이란, 열교환의 효율을 올리는 것을 목적으로 하고, 전열면적을 펼치기 위해서 설치되는 돌기장의 구조이다.엔진, 원자력 혹은 화력 발전소의 각 전열요소, 공기조절 기기, 화학 플랜트, 전자기기의 냉각, 각종 열교환기 등, 전열이 관계되는 기계에는 대부분 어떠한 형태의 핀이 설치되고 있다.

목차

개요

2 종류의 유체가 고체벽을 통하고 열적으로 연결되어 있다, 즉 전열을 하고 있는 상황을 생각한다.벽을 통과해 유체의 고온측(온도 T_h )으로부터 저온측(온도 T_c )에 전달되는 열유량은,

(와)과 나타내진다.다만 R는 열저항이며,

• R₁ ：고온측 유체와 벽의 사이의 열전달 저항
• R₂ ：벽내부의 열전도 저항
• R₃ ：저온측 유체와 벽의 사이의 열전달 저항

이다.이러한 열저항의 쳐 어느쪽이든 하나가 그 밖에 비교해 매우 비싼 값을 가지고 있으면, 그것이 열유량에 있어서 지배적이 된다.예를 들어, 배관내를 흐르는 물과 관외의 공기의 사이의 열교환으로는, 일반적으로 공기측 쪽이 물측에 비교 열저항이 높다.그 때문에 열유량은 공기측 열저항으로 거의 정해져 버린다.거기서, 이러한 경우에는 공기측 열저항을 낮게 하기 위해서, 공기측의 전열면적을 크게 하는 것을 생각할 수 있다.그 때문에(위해) 확대된 전열면을 핀이라고 부른다.

원래 열저항이 낮은 곳(예를 들어 유체가 비등이나 응축을 동반하는 경우)에 성능의 낮은(열전도율이 낮고 길이가 길다) 핀을 달면, 오히려 그것이 열저항이 되어 전열을 저해해 버리는 경우가 있다.

효율

저온 측에 핀을 마련했을 경우, 핀의 온도는 통상 첨단으로 향해서 저하하기 위해서, 열전달을 일으키게 하는 온도차도 첨단으로 향해 감소해 나간다.여기서, 이러한 온도 효과가 없게 핀의 온도가 어디도 일정하는 이상적인(열전도율이 무한대의) 핀을 생각하면, 이 핀에 의한 전열량 증대의 효과는100%이다.거기서 이상적인 핀으로부터 방출되는 열유량에 대한 실제의 핀으로부터 방출되는 열유량의 비율은 실제의 핀의 유효도를 나타내는 지표가 된다.이것을 핀의 효율η_f라고 한다.

여기서,

• α：열전달율
• T₀ ：벽면 온도
• T∞ ：유체 온도

이다.

참고 문헌

• 모치즈키정성; 무라타 아키라 「전열공학의 기초」닛신 출판, 2000년.ISBN 4-8173-0166-X。 

관련 항목

• 히트 싱크

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