書記が物理やるだけ#280 フィンからの伝熱

熱通過の応用例として，フィンからの伝熱を扱う。

問題

説明

例えばヒートシンクでは，伝熱特性の良いアルミニウム・鉄・銅などの金属を用いて，表面積が広くなるような形状をとることで，効率的な熱排出を実現する。

解答

一般のフィンに関する熱収支から微分方程式を導出する。

一様断面の場合に限定することで，比較的シンプルな微分方程式の解を得ることができる。

具体例を通して計算してみる。

mの値は材料によって変わってくる，特に熱伝導率が大きいほど効率よく熱を奪うことができる。

フィンの性能を評価する指標のうち，フィン効率とフィン有効度について実際に計算してみる。

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