귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-80.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

문제 4-80

긴 원통형 강철봉이 오븐을 통과하며 열처리될 때, 오븐 내에서 강철봉으로의 열전달률을 구한다.

가정: 강철봉의 온도는 항상 균일하며 밀도와 비열은 일정하다. 강철봉의 속도는 일정하며 운동 및 위치에너지 변화는 없다.

오븐 내의 온도는 일정하다.

풀이: 원통형 강철봉 단위 길이에 대한 한 부분을 계로 선택하면 곙계일과 계의 경계를 통과하는 질량은 없고

운동 및 위치에너지 변화 또한 없다. 따라서 단위 길이 당 에너지 평형식은 다음과 같다.

이때 단위 길이 당 강철봉의 질량은 아래와 같으므로

단위 길이 당 오븐에서 강철봉으로의 열전달량은 다음과 같다.

그러므로 오븐 내에서 강철봉으로 전달되는 열전달률은 다음과 같다.

열전달 3-174.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

3-174

정상상태이며 벽을 통한 열전달은 1차원 열전달로 가정한다. 열전도도는 일정하다.

전체 벽의 단위 면적에 대한 각 부분의 열저항은 다음과 같다.

강철봉과 단열재는 병렬관계의 열저항이며 강판은 앞면과 뒷면에 각각 위치한다.

따라서 전체 열저항과 열전달률은 다음과 같다.

따라서 전체 벽에 대한 열전달률은 다음과 같다.

전체 벽의 단위 면적에 대해 강철봉을 통한 열전달을 제외한 나머지 부분을 통한 열전달은 다음과 같다.

즉, 벽의 단위 면적에 대해 강철봉을 통한 열전달률이 차지하는 비율은 다음과 같다.

강철봉이 차지하는 열전달 표면적은 무시할 수 있을 정도이지만

단위 면적당 열전달률의 80% 이상을 차지하므로 사실 강철봉의 영향을 무시할 수 없는 정도이다.