열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition 연습문제 1-92

열전달 1-92.docx

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열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

Fundamentals and Applications

-YUNUS A. CENGEL

-AFSHIN J. GHAJAR

-유성연, 김경훈, 김병철, 김창녕, 이종붕, 조형희 공역

McGraw-Hill

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1-92

가정 : 가열된 두 개의 판이 일정한 온도를 유지하고 있을 때는 정상상태이다. 두 판이 서러 떨어져 있는 거리에 비해 판의 면적이 매우 클 때 열전달은 1차원으로 가정한다. (즉, 두 판이 떨어져 있는 방향을 z축 방향이라고 할 때 이 방향에 수직한 두 방향인 x와 y축 방향의 거리가 z축 방향으로 떨어진 거리에 비해 매우 크다.) 두 판의 표면은 흑체이므로 방사율 emissivity는  이다. 또한 두 판 사이에 공기로 차있는 경우라도 대류는 없는 것으로 가정한다.

풀이 : 초단열재의 열전도도 이고, 공기의 열전도도는로 한다. (공기의 열전도도는 290K와 150K 사이에 있으므로 중간 온도인 220K, 즉, 에서의 열전도도 값으로 한다.) 유리섬유의 열전도도는

이다.

(a) 대류에 의한 열전달을 무시할 때 총 열전달량은 전도와 복사에 의한 열전달량의 합이다. 따라서, 전도에 의한 단위 면적당 열전달량은 다음과 같다.

복사에 의한 단위 면적당 열전달량은 다음과 같다.

그러므로 

(b) 진공인 경우에는 복사에 의해서만 열전달이 일어난다. 따라서 복사에 의한 단위 면적당 열전달량은 다음과 같다.

(c) 유리섬유 단열재로 차 있는 경우 유리섬유 단열재를 토앻서 열전달이 일어난다고 할 수 있다. 따라서 유리섬유 단열재를 통해 단위 면적당 열전달량은 전도에 의해 일어난다고 할 수 있다. 따라서 이 때의 열전달량은 다음과 같다.

(d) 초단열재로 차 있는 경우는유리섬유 단열재로 차 있는 경우와 열전달 방식이 같다고 생각할 수 있으므로 전도에 의한 초단열재의 단위 면적당 열전달량은 다음과 같다.