귀여운 촌아의 작은상자

3-40.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 3-40

전기 레인지 위의 스테인리스 스틸 냄비의 물이 끓고 있을 때, 낮아진 수면을 이용하여 냄비로 전달된 열전달률을 계산한다.

가정: 스테인리스 스틸 냄비 속에는 순수한 물만 끓고 있다. 기압과 냄비에 전달되는 열전달률은 일정하다. 냄비로 전달된 열은 모두 물로 전달된다.

풀이: 스테인리스 스틸 냄비 안의 물은 1기압 하에서 끓고 있으므로 압력에 대한 포화 물 표 TABLE A-5 Saturated water-Pressure table을 참고하면

포화압력과 포화온도, 비체적, 증발엔탈피는 각각 다음과 같다.

냄비 속에서 증발된 물의 부피와 이에 따른 질량은 다음과 같고,

따라서 필요한 증발잠열은 다음과 같다.

그러므로 냄비로 전달된 열전달률은 다음과 같이 계산된다.

3-38.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 3-38

해면고도에서 전기 버너를 이용하여 스테인리스 스틸 냄비의 물을 끓일 때, 물의 증발률을 계산한다.

가정: 스테인리스 스틸 냄비에는 순수한 물만 들어있으며 끓는 상태이다. 해면고도에서는 1기압이며 101.325kPa이다.

풀이: 스테인리스 스틸 냄비 안의 물은 1기압 하에서 끓고 있으므로 압력에 대한 포화 물 표 TABLE A-5 Saturated water-Pressure table을 참고하면

포화압력과 포화온도, 증발엔탈피는 다음과 같다.

이때 버너에 의해 발생된 열의 60%가 비등하는 물에 전달되므로 물로 전달되는 에너지는 다음과 같고,

물의 증발률은 다음과 같이 계산된다.

열전달 5-33.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 5-33

끓는 물에 담긴 사각 단면의 스푼을 사각 단면의 휜으로 생각하여 유한차분식과 스푼 끝의 온도, 열전달률을 구한다.

가정: 스테인리스 강 스푼의 노출된 부분은 사각 단면의 막대이며, 길이 방향에 따른 1차원 정상 열전달이다.

주어진 열적 물성치는 모두 일정하고 균일하다.

풀이: (a) 절점 간격 Δx가 3cm이므로 절점은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 이며, 절점 0인 지점은 끓는 물에 잠긴 부분으로 온도가 일정하다.

따라서 에너지 균형법을 적용한 유한차분식은 다음과 같다.

(b) 위의 방정식에 아래의 값을 대입하고

EES를 이용하여 연립방정식을 풀면 절점의 온도는 다음과 같다.

(c) 스푼의 노출된 표면으로부터의 열전달률은 다음과 같다.

열전달 4-141.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 4-141

각각 물성치가 다른 두 금속 막대가 가열 될 때, 일정 시간 후 두 막대의 평균온도를 구한다.

가정: 두 금속 막대의 물성치와 오븐 속의 온도, 대류열전달계수는 균일하고 일정하다.

풀이: 두 금속 막대의 특성 길이와 비오트 수(Biot Number, Bi 수)는 다음과 같다.

두 금속 막대는 집중계 해석을 할 수 있으므로 5분 후 두 막대의 평균 온도는 다음과 같다.