귀여운 촌아의 작은상자

열전달 1-63.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

1-63

위의 과정은 정상상태의 과정이며 주변의 온도는 일정하게 유지되고 있다. 공기의 대류에 의한 열전달은 고려하지 않는다. 사람은 방 한가운데 서 있으며 인체의 표면적 중 발바닥의 면적은 무시한다.

여름의 경우 주변 온도의 절대온도는 

이며 겨울의 경우는 다음과 같다.

따라서 여름의 경우에 복사열전달률은 다음과 같다.

겨울의 경우에 복사열전달률은 다음과 같다.

열전달 1-62.docx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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1-62

위 문제의 과정동안에는 정상상태이며, 냉장고의 안쪽과 바깥쪽의 온도는 일정하게 유지된다. 또한 냉장고의 문의 가로와 세로 길이는 두께보다 매우 크다고 볼 수 있으므로 냉장고 문을 통한 열전달은 두께 방향으로만 전달된다고 가정한다.

따라서 냉장고 벽의 평균 열전도도는 다음과 같다.

열전달 1-61.docx

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1-61

위 문제와 모든 조건이 동일하고 전기히터에서 소모되는 전력만 다르므로 각각의 샘플에 전달되는 열전달률은 다음과 같다.

따라서 샘플의 열전도도는 다음과 같다.

열전달 1-60.docx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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-유성연, 김경훈, 김병철, 김창녕, 이종붕, 조형희 공역

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1-60

문제의 모든 과정은 정상상태의 과정으로 존재하고 샘플의 온도는 일정하게 유지된다. 또한 네 모퉁이는 완전히 단열된 상태이므로 열전도 외의 열손실은 무시하고 전기히터에서 전달되는 열은 모두 샘플에 전달된다. 샘플은 동일하므로 양면이 대칭이다.

위와 같은 조건에서 각각의 샘플에 전달되는 열전달률은

이고, 샘플의 면적은

이다.

따라서 열전도도는 다음과 같다.

열전달 1-59.docx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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1-59

문제의 모든 과정은 정상상태이며, 샘플의 온도는 일정하게 유지된다. 또한 샘플의 옆면은 단열되어 옆면을 통한 열손실은 무시한다. 따라서 전기히터에서 전달되는 열은 모두 샘플을 통과한다.

전기히터에서 열로 바뀌게 되는 전기에너지는

이다.

따라서 각각의 샘플을 통과하는 열전달률은

이다.

샘플의 단면은 다음과 같다. 

그러므로 샘플의 열전도도는

이다.

열전달 1-58.docx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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1-58

벽의 내부와 외부 온도는 일정하게 유지되고 모든 과정은 정상상태로 일어난다. 벽돌의 열적 물성치는 변하지 않는다.

벽을 통해 일어나는 열손실은 전도를 통해서만 발생한다고 할 때, 벽의 면적은 다음과 같다.

따라서 전도에 의한 열전달률은

이다. 여기에 8시간 동안의 열손실량은 다음과 같다.

이 때 발생하는 열손실에 대한 전력요금은 다음과 같다.

열전달 1-57.docx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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1-57

알루미늄 팬은 일정한 온도로 유지되고 모든 과정은 정상상태로 일어난다. 알루미늄의 열적인 물성치는 변하지 않는다.

알루미늄 팬은 아래 쪽에서 가열되고 있으므로 열전달이 일어나고 있는 부분은 알루미늄 팬의 밑바닥이 된다. 따라서 알루미늄 팬의 밑바닥 면적은

이고, 정상상태이므로 전도에 의한 열전달률은 다음과 같다.

따라서

이므로, 아래 면의 온도 이다.

풀이에 잘못된 점이 있었는데

숭실대학교 학생분께서 잘 지적해주셔서 수정하였습니다.

정말 감사합니다.

업로드 된 파일과 본문의 내용은 모두 수정하였습니다.

다시 한번 지적 감사합니다.

다른 풀이에도 있을 것으로 생각됩니다.

앞으로도 많은 지적 부탁드립니다.

다시 한번 수정합니다.

풀이에 잘못된 부분이 있어 풀이 식을 조금 수정하였습니다.

하지만 풀이의 답은 같습니다.

지적 감사합니다.

열전달 1-56.docx

열전달 1-56.xlsx

열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

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1-56

모든 조건이 문제 1-55와 같다. 따라서 열전달률은 이고, 열전달량은 이다.

유리 벽의 두께에 따른 열전달량은 다음과 같다.

열전달률의 관계식에서 두께에 따라 열손실량은 반비례한다.

열전달 1-55.docx

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-유성연, 김경훈, 김병철, 김창녕, 이종붕, 조형희 공역

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1-55

유리 벽의 내부와 외부의 온도가 일정한 온도로 유지되는 동안에는 정상상태 과정으로 유지되며

유리 벽의 열적 물성치는 일정하면 변하지 않는다.

유리의 열전도도는 이며, 정상상태에서 전도에 의한 열전달율은 이므로

유리 벽을 통한 열전달율은

이다. 따라서 5시간 동안 유리 벽을 통한 전달된 열의 양은 다음과 같다.

유리 벽의 두께가 일 때는 다음과 같다.

열전달 1-54.docx

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1-54

벽돌 벽의 내부와 외부의 온도가 일정한 온도로 유지되는 동안에는 정상상태 과정으로 유지된다. 벽의 열적 물성치는 일정하면 변하지 않는다.

벽돌의 열전도도는 이며, 정상상태에서의 전도에 의한 열전달율은

이므로

벽을 통한 열전달율은

이다.