귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-78.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 4-78

구로 근사할 수 있는 달걀을 끓는 물에 넣어 가열할 때, 일정 평균 온도에 도달할 때까지 전달되는 열을 계산한다.

가정: 주어진 달걀은 구로 근사하며 달걀의 온도는 항상 균일하다고 가정한다.

과정 동안에 달걀의 밀도와 비열은 일정하고 균일하다고 가정한다. 끓는 물의 온도는 일정하고 균일하다.

달걀의 화학적 변화 등은 고려하지 않는다.

풀이: 달걀 전체를 계로 선택하면 경계일은 없고 계의 경계를 통과하는 질량은 없다.

끓는 물에서 달걀로의 열전달만 있으므로 계의 에너지 평형식은 다음과 같다.

달걀의 질량은 다음과 같으므로

달걀에 전달되어야 할 열은 다음과 같이 계산된다.

열전달 4-159.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 4-159

원통형 고깃덩어리를 끓는 물에 넣었을 때 중심부의 온도가 원하는 온도까지 가열되는 데 걸리는 시간을 구한다.

가정: 원통형 고깃덩어리는 2차원 비정상 열전도이며,

고깃덩어리의 물성치와 끓는 물의 온도, 열전달계수는 일정하고 균일하다.

풀이: 원통형 고깃덩어리는 짧은 원통 형태이므로 무한 평판과 매우 긴 원통이 겹쳐진 구조이다.

따라서 무차원 온도식은 다음과 같다.

그러므로 고기 중심부에 대해 각 항을 계산하면 다음과 같다.

무한 평판:

매우 긴 원통:

따라서 고깃덩어리 전체에 대해서는 다음과 같다.

그러므로 고기 중심부의 온도가 75℃가 되기까지 걸리는 시간은 다음과 같다.

답은 (d) 이다.

열전달 4-152.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 4-152

원통형 고깃덩어리를 95℃의 끓는 물에 넣었을 때, 초기 8분 동안의 열전달량을 구한다.

가정: 고깃덩어리의 물성치는 일정하고 균일하다.

끓는 물의 온도와 열전달계수는 일정하고 균일하다.

고깃덩어리는 반경방향과 축방향의 2차원적 열전달이다.

풀이: 원통형 고깃덩어리는 무한 평판과 긴 원통에 대한 무차원 열전달량식을 이용하여 무차원 열전달량으로 나타낼 수 있다.

이때 무한 평판의 무차원 열전달량식은 다음과 같고,

이를 계산하면 다음과 같다.

또한 긴 원통의 무차원 열전달량식은 다음과 같고,

 

이를 계산하면 다음과 같다.

따라서 원통형 고깃덩어리의 무차원 열전달량은 다음과 같이 계산된다.

이때 고깃덩어리 한 개의 최대 열전달량은 다음과 같으므로

고깃덩어리 15개의 열전달량은 다음과 같다.

따라서 (c)이다.