열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition 연습문제 3-150

열전달 3-150.docx

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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3-150

정상상태이며 천정을 통한 열전달은 1차원 열전달이다. 열적 물성치는 일정하고 균일하다.

 

문제 3-150 아래 그림 FIGURE P3-150에 천정에 사용된 여러 요소와 구조를 알 수 있다.

공기층과 샛기둥을 포함한 나머지 부분을 통한 열전달은 각각 다른 열저항값을 가질 것이다.

따라서 각각의 경로에 대한 열저항 해석을 할 필요가 있다. 공기층과 샛기둥을 포함한 결합부에 대한 U-factor와 R-value를 구하면 다음과 같다.

 

(a) 공기층이 어떠한 반사표면을 가지지 않은 일반 건물 재료일 때 유효방사율은 다음과 같이 계산하거나

다양한 표면에 대한 공기층의 유효방사율 표인 TABLE 3-10을 참고한다.

또는 다양한 표면에 대한 공기층의 유효방사율 표인 TABLE 3-10을 참고한다.

공기층이 전체 면적에서 차지하는 비율인 면적분율의 값은 0.82이고 샛기둥을 포함한 나머지 부분은 0.18이다.

따라서 표 3-8을 이용한 각각의 R-value는 다음과 같다.

구조		R-value, m2•℃/W
		공기층	샛기둥
1번	겨울철 외부 공기 [표 3-8의 Outside surface (winter)]	0.03	0.03
2번	리놀륨	0.009	0.009
3번	펠트	0.11	0.11
4번	13mm 합판 [표 3-8의 Plywood, 13mm]	0.11	0.11
5번	목재바닥재	0.166	0.166
6a번	38mmⅩ90mm인 나무 샛기둥 [표 3-8의 Wood stud, nominal 2inⅩ4in]	-	0.63
6b번	공기층 90mm, εeffective=0.82 [표 3-8의 Plane air space, vertical, ordinary surfaces, 90mm]	0.16	-
7번	13mm 석고판 [표 3-8의 Plaster or gypsum board, 13mm]	0.079	0.079
8번	정지 내부 공기 [표 3-8의 Inside surface, still air]	0.12	0.12
각 부분에서의 R-value		0.784	1.254
각 부분에서의 U-factor		1.276	0.797

따라서 겨울철의 천장의 U-factor와 R-value는 다음과 같다.

(b) 한 쪽 면에 ε=0.05인 반사표면을 가질 때 유효방사율은 다음과 같이 계산하거나

다양한 표면에 대한 공기층의 유효방사율 표인 TABLE 3-10을 참고한다.

따라서 유효방사율과 평균 온도, 온도차와 공기층의 위치, 열전달 방향을 이용한 R-value 표인

TABLE 3-11를 이용하면 공기층의 R-value는 R=0.47 m²•℃/W이 된다.

따라서 공기층 부분의 R-value와 U-factor는 다음과 같다.

그러므로 전체 U-factor 와 R-value는 다음과 같다.

(c) 양 쪽면에 모두 ε=0.05인 반사표면을 가질 때 유효방사율은 다음과 같이 계산하거나

다양한 표면에 대한 공기층의 유효방사율 표인 TABLE 3-10을 참고한다.

따라서 유효방사율과 평균 온도, 온도차와 공기층의 위치, 열전달 방향을 이용한 R-value 표인

TABLE 3-11를 이용하면 공기층의 R-value는 R=0.49 m²•℃/W이 된다.

따라서 공기층 부분의 R-value와 U-factor는 다음과 같다.

그러므로 전체 U-factor 와 R-value는 다음과 같다.