鋼-鋼の熱伝達率とは？

伝熱における境界層の状況が限定できれば、境界層の方程式を解いてプラン
トル数から熱伝達率を求めることができます。しかし、一般には変動要素が
大きいので計算精度を上げても実際に合わないので、設計上は概略の値を求
めて計算することが多いようです。参考になりそうなＵＲＬを提示しておき
ます。

熱伝達率とは、固体と流体の界面の熱の伝わりやすさを表す概念です。
熱伝導率のように固体の物性できまる値ではなく、固体と流体の相互関係
できまる値です。
固体から流体に熱が伝わる形態は、ご存じのとおり「対流」と「放射」が
あります。
常温付近における鋼と空気の熱伝達率は8～14W/Km2（1平米１Kあたり8～14W）程度の値です。

お問い合わせの条件は、鋼－鋼とのことですが、対面する面積と距離はどの
程度でしょうか？　また、鋼と鋼の空間は空気でしょうか？鋼の表面は黒皮
でしょうか光沢面でしょうか？このような条件によって熱伝達率は変化しま
す。

また、お使いのCAEがどのようなモデルを想定しているかで、代入すべき値が
変わることもあります。

とはいうものの、熱伝達率の値が全体の計算に大きな影響を与えない場合も
多々あります。とりあえず、8～14W/Km2の上下限の値を代入して計算結果を
確認し、影響が大きいようならば精査するような手順でもよさそうに思いま
す。

完全に密着しているのであれば、熱伝達率の値を無限大とおけばいいでしょ
う。とはいうものの、無限大の数値は受け付けてくれないでしょうから、
1000W/m2K程度の大きな値を代入しておけばいいと思います。

平面度や表面粗さの関係から、密着と考えるに無理がある場合は、予備実験
を行って、熱伝達率を求めることが適切と思います。

黒色アルマイトを施したアルミ同士の場合について実測したことがあります
が、その際は300W/m2K程度の値でした。

とはいうものの、前にも書いたとおり、熱伝達率の値が多少変わっても計算
結果に与える影響が少ないこともあります。（密着した面間を伝わる熱量の
絶対値が小さければ、大した影響は無いのです）