열전달 5-54.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



문제 5-54


정사각형과 직사각형 단면의 긴 고체 봉에서 절점에 따른 유한차분식과 절점 별 온도를 계산한다.

가정: 정상 2차원 열전달이며, 열발생은 없다. 주어진 온도는 일정하다.

풀이: (a) 주어진 절점을 고려해 볼 때, 절점 2와 절점 3의 온도가 같다.
반사 상 개념을 이용하여 열발생이 없는 내부 절점에서의 유한차분식을 구하면 다음과 같다.


따라서 위의 유한차분식을 정리하고 절점의 온도를 구하면 다음과 같다.

(b) 주어진 절점을 고려해 볼 때, 절점 1과 절점 2의 온도가 같고, 절점 3과 절점 4의 온도가 같다.
단열된 면에 반사 상 개념을 적용하여 열발생이 없는 내부 절점에서의 유한차분식을 구하면 다음과 같다.

따라서 위의 유한차분식을 정리하고 절점의 온도를 구하면 다음과 같다.


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열전달 5-52.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



문제 5-52


단면 그림이 주어진 긴 고체 봉의 절점 별 온도를 계산한다.

가정: 정상 2차원 열전달이며, 열발생은 없고, 열전도도와 절점 간격은 일정하다. 복사 열전달은 고려하지 않는다.

풀이: (a)의 절점을 고려해 볼 때, 절점 1과 절점 5를 기준으로 열적 대칭임을 알 수 있다.
따라서 절점 2와 절점 3에서의 온도가 같고, 절점 4와 절점 6에서의 온도가 같다.


또한 아래 부분의 단열된 면도 반사 상 개념을 적용하여 열발생이 없는 각 절점에서의 유한차분식은 다음과 같다.

위 연립방정식을 정리하면 다음과 같고,

각 절점의 온도를 계산하면 다음과 같다.

(b)의 절점을 고려할 때, 절점 1과 절점 4에서의 온도와 절점 2와 절점 3에서의 온도가 서로 같다.

또한 단열된 면도 반사 상 개념을 적용하여 열발생이 없는 갈 절점에서의 유한차분식을 세우면 다음과 같다.

그러므로 위의 연립방정식을 정리하고 절점의 온도에 대해 계산하면 다음과 같다.


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