귀여운 촌아의 작은상자

열전달 4-120.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 4-120

땅 속에 매설된 송수관이 75일간 대기온도가 -10℃로 유지될 때 동파되지 않도록,

즉, 송수관의 온도가 0℃ 이하로 떨어지지 않는 매설 깊이를 구해야 한다.

가정: 땅속의 온도는 노출된 한 표면에서의 열적 조건에 의해서만 영향을 받는다.

그러므로 땅은 반무한체로 다룰 수 있다. 땅의 열적 물성치는 균일하고 일정하다.

땅의 표면온도는 대기온도와 같다.

풀이: 주송수관의 최소 매설 깊이를 구해야 하므로 75일 후에 땅의 온도가 0℃가 되는 깊이는 식 4-45를 이용하여 구할 수 있다.

먼저 무차원 온도를 구하면 다음과 같다.

따라서 보충 오차함수(complementary error function)값 표 TABLE 4-4를 참고하면 다음과 같다.

그러므로 송수관의 매설 깊이는 다음과 같이 계산된다.