熱伝達率（熱伝達係数）とは？
対流熱伝達率（記号 \(h\)）は、固体表面と流れる流体（液体や気体）との間で熱がどれだけ効率よく伝わるかを表す指標です。熱工学をはじめ、空調（HVAC）設計、熱交換器のサイジング、電子機器の冷却など、さまざまな分野で欠かせないパラメータとなっています。本ツールは、ニュートンの冷却法則をもとに、熱流量・伝熱面積・表面と流体の温度差の3つから \(h\) をそのまま算出します。
計算式の解説
計算は $$h = \frac{\text{Q (W)}}{\text{A (m}^2\text{)} \times \text{ΔT (K)}}$$ に基づきます。これはニュートンの冷却法則 \(Q = h \cdot A \cdot \Delta T\) を変形したものです。ここで Q は熱流量［W（ワット）］、A は熱交換が行われる伝熱面積［m²］、ΔT は表面と流体の温度差［K（ケルビン）または ℃］を表します。ケルビンの目盛り幅は摂氏1度と等しいため、温度「差」であれば K でも ℃ でも同じ値になります。結果の \(h\) は W/(m²·K) で表され、この値が大きいほど、その表面は熱をより放出・吸収しやすいことを意味します。
使い方
熱流量 Q、流体と接する伝熱面積 A、温度差 ΔT を入力してください。「計算」ボタンを押すと、熱伝達率がすぐに表示されます。結果を W/(m²·K) で得るには、すべての入力をSI単位でそろえてください。
計算例
たとえば、平板が面積 \(A = 2 \text{ m}^2\) にわたって \(Q = 5000 \text{ W}\) を放熱し、表面と流体の温度差が \(\Delta T = 25 \text{ K}\) の場合を考えます。このとき $$h = \frac{5000}{2 \times 25} = \frac{5000}{50} = 100 \ \text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$$ となります。これは強制空冷（強制対流）でよく見られる値です。
よくある質問（FAQ）
どの単位を使えばよいですか？ SI単位を使用してください。Q はワット［W］、A は平方メートル［m²］、ΔT はケルビン［K］（または ℃ の温度差）です。結果は W/(m²·K) で出力されます。
ΔT に ℃ を使ってもよいですか？ はい。温度「差」であれば ℃ と K は数値的に同一なので、結果は変わりません。
h の代表的な値は？ 空気の自然対流でおよそ 5〜25、空気の強制対流で 10〜500、水の強制対流で 100〜15,000、沸騰・凝縮では 10,000 W/(m²·K) を超えることもあります。
