열전달 3-59.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




3-59


정상 상태이며 1차원 열전달이다. 열전도도는 일정하며 접촉 열저항은 무시한다.


주어진 그림을 바탕으로 단위 길이에 대한 면적은 다음과 같고


위의 면적에 대한 각 부분에서 열저항은 다음과 같다.


따라서 전체 열저항은 다음과 같다.


그러므로 단위 길이에 대한 면적을 통한 열전도율은 다음과 같고,


(a) 벽 전체에 대한 열전도율은 다음과 같다.

부분 B C, D가 만나는 부분의 온도는 정상 상태의 1차원 열전달이므로 부분 B C, D가 만나는 면 모두 같다.

따라서 1차원 합성 열저항을 이용하여 구할 수 있다.

(b) 부분 B C, D가 만나는 부분의 온도는 다음과 같다.

(c) 단면 F를 가로지르는 온도강하는 열저항을 이용하여 구할 수 있다.

Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-58.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




3-58


정상상태이며 벽은 두께에 비해 넓으므로 1차원 열전달이다.

공기 구멍의 공기는 정지 공기로 생각한다.

열전도도와 열전달계수는 일정하고 균일한 값을 가진다.

복사에 의한 열전달은 무시한다.


벽은 벽돌의 구조가 반복되어 이루어져 있으므로 벽돌 하나와 벽돌 옆면의 석고층에 대한

열저항을 구하여 전체 벽에 대해 나타낼 수 있다.

따라서 열전달이 일어나는 면적은 다음과 같다.


(a) 구멍 없는 벽돌의 벽을 통해 열저항은 다음과 같다.


따라서 구멍 없는 벽돌 하나를 통한 열전달률은 다음과 같다.


그러므로 구멍 없는 벽돌 벽을 통한 열전달률은 다음과 같다.


(b) 구멍있는 벽돌에서의 열전달이 일어나는 각 부분의 면적은 다음과 같다.


벽돌과 벽돌의 공기층, 벽돌 외면의 석고층의 열저항은 병렬 관계이며 나머지는 직렬로 연결되어 있다.

따라서 각 층의 열저항은 다음과 같다.


따라서 구멍 있는 벽돌 하나를 통한 열전달률은 다음과 같다.


그러므로 구멍 있는 벽돌 벽을 통한 열전달률은 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-57.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




3-57


정상 상태이며 벽의 두께 방향으로 1차원 열전달로 가정한다.

열전도도는 일정하고 복사 열전달과 접촉 열저항은 무시한다.

 

(a)하나의 각목을 통한 열전달률은 다음과 같다.


망간 철 못의 총 면적은 다음과 같고


망간 철 못의 총 열저항은 다음과 같다.


철 못을 제외한 각목 부분의 열저항은 다음과 같다.


(b)따라서 못이 박힌 각목의 총 열저항과 열전달률은 다음과 같다.


(c)못 박힌 각목의 유효열전도도는 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-56.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




3-56


건물 내부에서 외부로의 1차원 정상 열전달이며 열전도도와 대류열전달계수는 일정하고 균일하다.

복사에 의한 열전달은 무시한다.

 

벽은 너비는 12m, 높이 5m이며 벽의 두께는 석판의 두께와 각목의 두께를 합한 두께가 되므로 다음과 같다.


또한 높이 65cm마다 같은 구조가 반복되므로 단위 길이에 대한 면적으로 열저항을 구하여 전체 벽에 대하여 나타낼 수 있다.

1차원 열전달이므로 벽의 길이 방향으로 온도변화가 없을 때 이 부분의 열저항은 다음과 같다.

 

따라서 전체 벽을 통한 열전달률은 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-54.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




3-54


1차원 정상 열전달이며 열전도도와 대류열전달계수는 일정하고 균일하다.

복사에 의한 열전달은 무시한다.

 

벽돌과 플라스터 층의 구조가 반복되는 벽이므로 1m0.28m 면적에 대해 고려하면

높이 방향의 플라스터 층과 벽돌은 병렬이며 나머지는 모두 직렬이다.

따라서 열저항 회로는 다음과 같다.


각각의 열저항을 계산하면 다음과 같다.


그러므로 면적 1m0.28m에 대한 전체 열저항은 다음과 같고


면적 1m0.28m에 대한 열전달률은 다음과 같다.


따라서 전체 벽에 대한 열전달률은 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-53.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




3-53


외벽에서 내벽으로의 1차원 정상 열전달이며 열전도도는 일정하고 균일하다.

복사에 의한 열전달은 무시한다.

 

강철 지지대와 단열재는 서로 병렬이고 나머지는 모두 직렬이다.

따라서 열저항 회로는 다음과 같다.


너비 1m에 대한 각각의 열저항을 계산하면 다음과 같다.


따라서 전체 열저항 값은 다음과 같다.


그러므로 면적 의 벽을 통한 열전달률은 다음과 같고


평균열유속은 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-49.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




3-49


정상 상태이며 측면에서의 열전달은 무시할 수 있으므로 축 방향의 1차원 열전달이다.

알루미늄의 열전도도는 일정하다.

 

알루미늄 봉은 지표면 20atm의 압력에서 압착되어 있으므로

접촉면의 열접촉전도도는 11,400W/m2•℃로 생각할 수 있다.

따라서 알루미늄 봉과 열접촉 저항은 다음과 같다.


 

(a) 두 봉의 시스템의 상부와 바닥 표면이 주어진 온도로 일정할 때 열전달률은 다음과 같다.

(b) 접촉면에서의 온도강하는 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-48.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




3-48


열접촉전도도를 고려하지 않은 압착된 구리판과 에폭시판의 열저항 오차를 계산한다.


가정: 모두 같은 조건에서 열접촉전도도를 무시할 경우 총 열저항 값의 오차이므로

오차값은 무시한 열접촉전도도에 의한 열저항 값이 된다.


풀이: 문제에 주어진 구리판 양면의 열접촉전도도(Thermal contact conductance, 열접촉 컨덕턴스)는 아래와 같고,


접촉면의 열접촉저항(Thermal contact resistance)은 다음과 같다.


따라서 접촉면의 열저항(Thermal resistance)은 아래와 같다.


구리판의 양 면에 에폭시판과 접촉하고 있으므로 오차값은 다음과 같다.


이때 구리-에폭시 압착판의 전체 열저항은 아래와 같으므로


열접촉전도도를 무시한 판의 총 열저항 오차는 다음과 같이 계산된다.


Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-47.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




3-47


구리의 열전도도는 k=386W/mK이다.

 

단위 면적당 접촉면 열저항, 열접촉 저항은 다음과 같다.

단위 표면적에 대한 구리판의 열저항은 다음과 같으므로

열접촉 저항과 동일한 열저항의 구리판의 두께는 다음과 같다.


Posted by 귀여운촌아
:


열전달 3-40.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




3-40


정상상태의 1차원 열전달이며, 면의 온도와 공기 온도, 열전도도, 열전달계수는 일정하고 균일하다.

 

단위 면적당 알루미늄 판으로 전달되는 열전달률은 다음과 같다.


따라서 알루미늄 판의 윗면의 온도는 다음과 같다.


알루미늄 판의 아랫면의 온도는 아래와 같다.


따라서 구리 판과 알루미늄 판의 접촉면 유효 온도차는 다음과 같고


접촉면의 열접촉 전도도는 다음과 같다.

Posted by 귀여운촌아
: