열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition 연습문제 1-124

열전달 1-124.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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1-124

가정 : 정상상태이며 공기온도와 벽의 온도는 일정하다. 전열기는 전력을 모두 열에너지로 변환한다.

방사율과 전열기의 표면온도는 전열기의 표면에 대해 균일하고 일정한 값을 가진다.

전열기는 방의 벽에 완전히 둘러싸여있다. 기타 전도에 의한 열전달은 없는 것으로 가정한다.

 

풀이 : 전열기가 500W의 전력을 소모할 때 복사에 의한 열손실은 다음과 같다.

따라서 복사에 의한 열손실을 제외한 대류에 의한 열손실은 다음과 같다.

그러므로 대류열전달계수는 다음과 같다.

따라서 전열기가 (a) 700W를 소모하고 복사열전달을 무시하는 경우 표면온도는 대류에 의한 열손실로만 결정된다.

(b) 복사열전달을 고려하는 경우 표면온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

위의 연립 방정식을 EES를 이용하여 계산하면

이며, 복사 열전달에 의한 효과로 전열기의 표면온도가 대류 열전달만 고려한 경우보다 훨씬 낮은 것을 알 수 있다.