귀여운 촌아의 작은상자

열전달 3-30.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

3-30

정상상태이고 대류열전달계수, 열전도도, 방사율, 내외부 온도 등은 균일하고 일정하다.

집 내부에서 내부 지붕 표면으로 전달되는 열전달률과 지붕을 통과하는 열전달률, 지붕 외부면과 외부와의 열전달률이 모두 같다.

집 내부와 지붕 내부면과의 열전달은 복사와 대류로 열전달이 일어나며

지붕을 통과하는 열전달은 전도를 통해 열전달이고 지붕 외부면과 외부와의 열전달은 복사와 대류로 일어난다.

지붕 내부면은 집과 내부의 벽, 바닥에 완전히 둘러싸여 있고 정상상태이다.

따라서 지붕 내부면과 집 내부의 열전달률은 다음과 같다.

지붕을 통한 열전도율은 다음과 같다.

지붕 외부면과 외부와의 열전달률을 다음과 같다.

위의 열전달률은 모두 같으므로 세 개의 식을 이용하여 지붕의 내외부면의 온도와 열전달률을 구할 수 있다. 따라서

이다. 따라서 14시간 동안의 열 손실량은 다음과 같다.

천연가스를 이용하여 난방을 하고 있으므로 천연가스의 에너지 양으로 계산하면 다음과 같다.

따라서 손실비용은 다음과 같다.

열전달 3-20.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

3-20

모든 조건과 풀이는 같다.

단, 정지 공기층이 진공상태이므로 전도에 의한 열전달이 아니라 복사에 의한 열전달이다.

따라서 2중 유리창 사이의 진공층만 복사에 의한 열전달이다.

따라서 진공층의 유리면 사이에서 복사 열저항은 다음과 같다.

이 때 진공층의 유리 표면온도를 알 수 없으므로

내부 온도와 외부 온도 사이의 값 중에 적당한 값으로 가정하여 계산하고

그 후에 가정을 검토하고 필요 시 수정하여 다시 계산한다.

먼저 진공층의 유리 표면온도를 아래와 같이 가정하여 계산한다.

따라서 전체 열저항은 다음과 같다.

그러므로 2중 유리창을 통한 정상 열전달률은 다음과 같다.

이 때 가정한 진공층의 유리 표면온도를 검토하기 위해 위의 값을 이용하여 유리 표면온도를 구해본다.

처음에 가정했던 온도와 차이가 나기 때문에 다시 가정하여 위의 계산을 반복해 본다.

위와 같이 진공층의 유리 표면온도를 가정하고 복사 열저항을 계산하면 다음과 같다.

전체 열저항은 다음과 같다.

유리창을 통한 정상 열전달률은 다음과 같다.

다시 진공층의 유리 표면온도를 구해보면 다음과 같다.

가정한 표면온도와 매우 근사한 값으로 가정한 온도값이 타당하다고 볼 수 있다.

따라서 2중 유리창을 통한 정상 열전달률은 다음과 같고

내부 표면온도는 다음과 같이 계산된다.

열전달 3-19.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

3-19

위의 열전달은 정상상태이며 방의 내부, 외부 온도와 열전도도, 대류열전달계수는 일정하게 유지된다.

2중 유리창의 두께 방향을 제외한 다른 방향으로의 열전달은 무시한다.

따라서 2중 유리창을 통한 열전달은 방 내부에서 외부로 두께방향의 1차원 열전달이다.

복사 열전달은 무시한다.

1차원 정상 열전달로 창 내부면을 통한 열전달과 유리창, 정지 공기층, 외부면을 통한 열전달률은 모두 같다.

각 층에서의 열저항 값은 다음과 다.

따라서 전체 열저항은 다음과 같다.

그러므로 2중 유리창을 통한 정상 열전달률은 다음과 같다.

내부 표면온도는 다음과 같이 계산된다.

열전달 3-18.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

3-18

정상상태이고 대류열전달계수와 외부, 실내, 유리창의 표면온도, 열전도도는 일정하다.

유리창 옆면의 열전달은 없는 것으로 가정하며 너비에 비해 두께가 매우 얇으므로 두께 방향의 1차원 열전달이다.

외부의 온도가 더 낮으므로 실내에서 외부로 열전달이 일어난다.

1차원 정상 열전달이므로 유리창 내부의 대류에 의한 열전달은 유리창을 통과하는 열전달과 외부에 전달되는 열전달과 같다.

각각의 열저항 값을 구하면 다음과 같다.

따라서 전체 열저항은 다음과 같다.

그러므로 열전도율은 다음과 같다.

내부 표면온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.