귀여운 촌아의 작은상자

열역학 4-75.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 4-75

노(furnace)에서 가열된 탄소강 구슬이 공기 속에서 천천히 냉각될 때, 주위 공기로의 총 열전달률을 구한다.

가정: 탄소강 구슬의 밀도 및 비열은 일정하고 균일하며 냉각 과정 중에서 탄소강 구슬의 온도는 균일하다.

풀이: 탄소강 구슬 한 개를 계로 선택하면 경계일과 질량 변화가 없으며 계의 운동 및 위치에너지 변화가 없다.

따라서 계의 에너지 평형식은 다음과 같다

따라서 탄소강 구슬의 질량는 아래와 같고,

탄소강 구슬 한 개에서 공기로 전달되는 열량은 다음과 같다.

이때 냉각 과정에서 구슬은 시간 당 2500개씩 처리되므로 공기로의 열전달률은 다음과 같이 계산된다.

열전달 4-153.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 4-153

탄소강 공을 수조에서 일정 시간 냉각시킬 때 중심 온도를 구한다.

가정: 탄소강 공의 물성치는 일정하고 균일하다.

오일 수조의 온도, 대류열전달계수는 일정하고 균일하다. 

풀이: 탄소강 공의 Bi(Biot Number, Bi 수)수는 다음과 같다.

탄소강 공은 집중계 해석을 할 수 있으므로 시간 상수는 다음과 같고,

탄소강 공의 중심온도는 공 전체 평균온도와 같다고 볼 수 있다. 따라서 공의 중심온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

그러므로 (a)이다.

열전달 4-25.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 4-25

가정: 탄소강 재질 공의 물성치와 외부의 대기온도는 일정하다.

대류열전달계수는 균일하며 복사에 의한 효과는 고려하지 않는다.

풀이: 탄소강 재질 공의 특성길이와 비오트 수(Bi number)는 다음과 같고,

Bi 수가 0.1보다 작으므로 집중계 해석을 할 수 있다. 따라서 시간상수는 다음과 같고,

열처리 공정에 걸리는 시간은 다음과 같다.

탄소강 재질 공 2500개가 열처리 공정 동안 대기로의 총 열전달량은 다음과 같다.