귀여운 촌아의 작은상자

열전달 4-116.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 4-116

그림 4-55는 초기온도가 1℃인 6.8kg의 칠면조를 -29℃로 담금냉각 할 때 칠면조의 위치에 따른 시간-온도 그래프이다.

따라서 이 그래프를 참고하여 38mm 깊이에서 칠면조 가슴살 부분이 초기온도 1℃에서 -18℃까지 낮아지는 걸리는 시간은 약 180분이다.

가정: 칠면조가 냉각되고 어는 과정은 정상상태로 가정한다. 모든 물성치는 균일하고 일정하다고 가정한다.

깊이 38mm의 가슴살 온도가 칠면조 전체의 평균 온도라고 가정한다.

풀이: (a) 칠면조는 초기온도 1℃의 얼지 않은 상태에서 -2.8℃로 냉각된다. 이때 칠면조의 어는 온도는 -2.8℃이므로

이 온도까지 얼지 않는 상태로 냉각되었다가 -2.8℃에서 상변화 후 언 채로 -18℃까지 냉각된다. 이 때의 열전달량은 다음과 같다.

초기 온도 1℃에서부터 어는 점 -2.8℃까지 냉각:

어는 점 -2.8℃에서 상변화:

어는 점 -2.8℃에서 언 채로 -18℃까지 냉각:

총 열전달량:

(b) 칠면조는 초기 온도 1℃에서 -2.8℃까지 얼지 않은 상태로 냉각되고, 이후 90%만 얼고

10%는 얼지 않은 상태로 -18℃까지 냉각된다. 따라서 이 때의 열전달량은 다음과 같다.

초기 온도 1℃에서부터 어는 점 -2.8℃까지 냉각:

어는 점 -2.8℃에서 90%만 상변화:

어는 점 -2.8℃에서 언 채로 -18℃까지 냉각:

어는 점 -2.8℃에서 얼지 않은 채로 -18℃까지 냉각:

총 열전달량:

열전달 4-58.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 4-58

가정: 닭은 반경 방향으로의 구형 1차원 비정상 열전도로 생각한다.

닭의 열적 물성치와 열전달계수는 일정하고 균일한 값을 가진다.

풀이: 먼저 닭을 구형으로 가정했을 때 닭의 반지름은 다음과 같다.

따라서 비오트 수(Biot number) Bi 수를 구하면 다음과 같다.

Bi수가 0.1보다 크므로 집중계 해석을 할 수 없으며 비정상 열전이다. 이때 푸리에 수(Fourier number) τ를 계산하면 다음과 같다.

푸리에 수(Fourier number) τ가 0.2보다 크기 때문에 단항 근사해법(one term approximation)을 적용 할 수 있다.

이때 Bi수에 따른 구형 비정상 1차원 열전도의 단항 근사해법(one term approximation) 계수의 값을 표 TABLE 4-2를 이용하여 계산하면 다음과 같고,

따라서 닭의 중심온도는 다음과 같다.

초기온도 15℃의 닭이 2시간 45분 뒤에 중심온도가 외부 소금물의 온도와 같은 -7℃가 되므로 표면온도 또한 -7℃ 이다.