귀여운 촌아의 작은상자

열전달 4-27.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 4-27

가정: 전자장치의 물성치와 주위 온도는 일정하다. 열전달계수는 균일하고 복사 열전달은 고려하지 않는다.

풀이: 전자장치와 싱크는 내부의 온도가 일정한 집중계 해석을 할 수 있다.

따라서 전자장치의 온도는 시간에 의해서만 변하므로 미소 시간 dt동안 물체로 전달된 에너지는 미소 시간 dt동안 물체의 에너지 증가와 같다.

그러므로 미소 시간 dt동안 전자장치의 에너지 균형은 다음과 같다.

미소 시간 동안 전자장치에서 외부로 전달된 열량, 전자장치의 에너지 증가는 다음과 같다.

여기서 외부 공기의 온도는 일정하므로 다음과 같고,

위 식들을 정리하면 다음과 같다.

위 식을 초기 상태에서부터 임의의 시간까지 적분하면 다음과 같다.

전자장치의 처음 온도는 외부 공기와 같으므로 다음과 같고,

그러므로 위 식을 정리하면 다음과 같다.

시간 상수가 다음과 같으므로 5분 후에 전자장치의 온도는 다음과 같다.

알루미늄 싱크가 부착되었을 때 전자장치와 알루미늄 싱크는 서로 온도가 같고 균일하다.

따라서 미소 시간 dt동안 전자장치와 알루미늄 싱크의 에너지 균형은 다음과 같다.

그러므로 위 식은 다음과 같다.

위 식을 위와 같이 적분하고 정리하여 계산하면 다음과 같다.