열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition 연습문제 3-166

열전달 3-166.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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3-166

위 조건에서 물의 상태변화가 일어나므로 열전달은 비정상 상태라고 할 수 있다.

단, 0℃의 물이 완전히 얼 때까지 0℃를 유지한다고 할 때 이를 정상상태로 가정한다.

열전달은 축을 따라서 변화가 없으며 반경방향의 1차원 열전달이다. 물의 융해열은 일정하고 균일하게 유지된다.

언 물에 의한 팽창은 고려하지 않으며 관 내부의 대류 효과는 고려하지 않는다.

 

관 내부의 물의 양은 다음과 같고

관 내부의 물이 완전히 얼기 위해서 잃어야 할 열량은 다음과 같다.

이 때 플라스틱 관과 관 외부면에서의 열저항은 다음과 같고

따라서 이때 0℃ 물에서 외부로 전달되는 열전달량은 다음과 같다.

따라서 14시간 동안 만약 0℃ 물의 상태가 유지 된다면 잃은 열량은 다음과 같다.

즉, 밤 동안에 물이 완전히 얼기 위한 열량보다 훨씬 많은 열량을 잃게 되므로 물이 관 부분에서 완전히 얼게 된다.