技術士 第一次試験 専門科目 機械部門 熱工学 練習問題 第11問: 伝熱の形態（熱伝導・対流・放射）に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。

「対流熱伝達率は一般に層流の方が乱流よりも小さい」が適切です。DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.2 Convection によれば、対流熱伝達率（流体と面の間の熱の伝わりやすさ）は流体の物性と流れの状況で決まり、層流の値は乱流より小さいのが普通です。

同書によれば、熱伝導の熱流束は温度勾配の1乗に比例し（Fourier's Law 式2-4）、実在の物体（灰色体）は黒体ほど熱を放射せず、放射率は1を最大とする無次元数です（Emissivity）。熱放射は物体の温度によって生じる電磁波で、その大部分は赤外線の領域にあり、真空中でも伝わります（Thermal Radiation）。

温水放熱器から室内への伝熱は、温度差による密度の違いで空気が動く自然対流の例です（Convection）。乱流では伝熱面に付く境膜が薄くなるので、同じ流体の対流熱伝達率は、一般に層流より乱流の方が大きくなります。