열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition 연습문제 3-200 to 209

열전달 3-200 to 209.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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3-200

열접촉 저항을 감소하는 방법은 압착하기 전에 실리콘 같은 열수지 전도 액체를 사용하거나

접촉 표면 사이에 주석, 은, 니켈, 알루미늄과 같은 연한 금속박막을 넣어 감소시킬 수 있고,

또한 높은 압력에서 매끈한 표면의 부드러운 금속에서 접촉 저항을 최소화할 수 있다.

따라서 (a) 이다.

3-201

가정: 원통형 증기관을 통한 열전달은 반경방향의 1차원 정상 열전달이며, 열전도도는 일정하다.

풀이: 원통형 증기관의 열저항은 다음과 같다.

따라서 온도강하는 다음과 같다.

따라서 (b)이다.

3-203

가정: 정상 열전달로 가정하며, 반경 방향의 1차원 열전달이다. 밀도와 비열은 일정하다고 가정한다.

풀이: 구형 용기 안의 액체산소의 질량은 다음과 같다.

액체산소가 잃어버린 열량은 다음과 같다.

따라서 평균 열손실률은 다음과 같다.

그러므로 (c) 이다.

3-204

가정: 1차원 정상 열전달이며 열전도도는 일정하다.

풀이: 벽의 열저항은 다음과 같이 계산된다.

따라서 열전도도는 다음과 같다.

따라서 (a) 이다.

3-205

가정: 열전도도가 일정한 1차원 정상 열전달이라고 가정한다.

풀이: 열전달률의 비는 다음과 같다.

따라서 (a) 이다.

3-206

가정: 열전달은 1차원 정상 열전달이며 열전도도와 열전달계수는 일정하고 균일하다.

풀이: 대류 열저항으로 인한 열손실이 반으로 줄었으므로 단열재로 인해 전체 열저항이 2배가 된다.

즉, 대류에 의한 열저항값과 단열재의 열저항값이 같다. 따라서 다음과 같다.

그러므로 (b)이다.

3-207

가정: 열전달은 1차원 정상 열전달이며 열전도도와 열전달계수는 고려하지 않는다.

열접촉 저항은 고려하지 않는다.

풀이: 열저항은 모두 직렬 관계에 있으므로 대류 열저항 층을 통과한 열전달률이 외부로 전달되는 열전달률이다.

따라서 단열재와 벽, 외부 열저항을 통과하는 열전달률은 다음과 같다.

따라서 단열재의 두께는 다음과 같다.

그러므로 (e) 이다.

3-208

가정: 정상상태이고 반경방향의 1차원 열전달이다.

열접촉 저항은 고려하지 않으며 열전도도와 열전달계수는 일정하고 균일하다.

풀이: 단열재가 없을 때 단위 길이당 열손실률은 다음과 같다.

열손실을 90%까지 줄이기 위해 단열재를 사용하면 다음과 같다.

따라서 위 식을 정리하고 계산하면 단열재의 두께는 다음과 같다.

그러므로 (b) 이다.

3-209

가정: 정상상태이고 반경방향의 1차원 열전달이다.

열접촉 저항은 고려하지 않으며 열전도도와 열전달계수는 일정하고 균일하다.

풀이: 단열재에 싸여있지 않을 때 열흡수는 다음과 같다.

따라서 열흡수를 90%까지 줄이기 위해 단열재를 사용하면 다음과 같다.

위 식을 정리하고 계산하면 단열재의 두께는 다음과 같다.

따라서 (a) 이다.