귀여운 촌아의 작은상자

열역학 2-108.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 2-108

열역학 2-99.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 2-99

열전달 5-40.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

문제 5-40

균일한 열발생이 있는 넓은 스테인리스 강 평판의 한쪽 면의 온도가 주어져 있고,

반대쪽 면은 외부 공기에 노출되어 있을 때, 유한차분식과 이를 풀어 절점에 대한 온도를 구한다.

가정: 열전달은 스테인리스 강 평판의 두께방향으로만 일어나고,

열적 물성치와 주위 온도, 대류열전달계수, 열발생 등은 일정하고 균일하다.

풀이: 단위 면적에 대한 스테인리스 강 평판의 총 절점 수는 다음과 같다.

(a) 따라서 각 절점에 대한 유한차분식은 다음과 같다.

(b) 따라서 위 식을 정리하고 연립방정식을 계산하면 다음과 같다.

열전달 5-30.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 5-30

1차원 열전달로 가정할 수 있는 넓은 평판의 한쪽 면에 일정한 열유속이 주어져 있고,

특정 온도로 유지되고 있을 때, 각 절점에서의 유한차분식과 다른 쪽 표면의 온도를 구한다.

가정: 넓은 평판은 1차원 정상 열전달이며, 옆면으로의 열전달은 없다고 가정한다.

넓은 평판의 열적 물성치와 열유속은 일정하고 균일하다. 복사에 의한 열전달은 무시한다.

풀이: (a) 절점 간격이 0.06m로 주어져 있으므로 절점의 수는 6개 이고 각 절점에 대한 유한차분식은 다음과 같다.

마지막 절점에서의 경계 조건이 주어지지 않았으므로 마지막 절점에서의 유한차분식은 결정할 수 없다.

(b) 이제 위 식을 정리하여 계산하면 다음과 같다.

열전달 5-27.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

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문제 5-27

1차원 열전달로 가정할 수 있는 넓은 평판의 왼쪽 면이 일정한 온도로 유지되고,

오른쪽 면은 온도와 열전달계수가 일정한 공기에 노출되어 있을 때,

모든 절점에 대한 유한차분식과 절점의 온도, 평판을 통한 열전달률을 구한다.

가정: 평판을 통한 열전달은 정상 1차원 열전달이며 옆면으로의 열전달은 없다고 가정한다.

평판과 주위 공기의 열적 물성치는 일정하고 균일하다. 평판은 열발생이 없으며 복사에 의한 열전달은 무시한다.

풀이: (a) 절점의 간격은 10cm이고 왼쪽 면(M=0)에서의 온도는 95℃로 주어져 있다.

절점 1, 2, 3은 평판 내부의 절점이므로 다음과 같고,

절점 4는 대류 열전달의 경계상의 절점이므로 유한차분식은 다음과 같다.

(b) 위의 방정식들을 정리하고 각각의 값을 대입하여 계산하면 절점에서의 온도는 다음과 같다.

(c) 평판을 통한 열전달은 1차원이므로 평판을 통한 열전달률은 다음과 같다.

열전달 5-21.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 5-21

두 개의 층으로 완전히 접촉하고 있는 복합 평판이 정상 1차원 열전도 상태에 있을 때,

단열면과 복사열절달의 경계 조건을 고려해서 절점에 대한 유한차분식을 구한다.

가정: 복합 평판은 두께 방향으로 정상 1차원 열전도이며, 열전도도는 각각 일정하다.

열발생은 없으며 방사율과 주위 온도는 일정하고 균일하다.

풀이: 복합 평판은 1차원 정상 열전도이며, 모든 면에서 매질로 들어오는 방향으로 열전달이 일어난다고 하면

각 절점에서 에너지 균형법을 이용한 유한차분식은 다음과 같다.

절점 M=0 : 단열 경계면

절점 M=1 : 접촉면

절점 M=2 : 복사 경계면

열전달 5-20.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

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문제 5-20

위치에 따라 열발생이 변화하고 열전도도가 일정한 평판이 정상 1차원 열전도 하에 있을 때,

복사열전달의 경계 조건을 고려해서 경계 절점에서의 유한차분식을 구한다.

가정: 평판은 두께 방향으로 정상 1차원 열전도이며, 열전도도는 일정하다.

열발생은 위치에 따라 변화하며 주어진 방사율, 주위 온도는 균일하고 일정하다.

풀이: 평판은 정상 1차원 열전도이며, 모든 면에서 매질로 들어오는 방향으로 열전달이 일어난다고 하면

왼쪽 경계(절점 0)에서 에너지 균형법을 사용한 유한차분식은 다음과 같다.

따라서 오른쪽 경계(절점 4)에서 유한차분식은 다음과 같다.

열전달 5-19.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

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문제 5-19

위치에 따라 열발생이 변화하고 열전도도가 일정한 평판이 정상 1차원 열전도 하에 있을 때,

일정한 열유속과 대류열전달의 경계 조건을 고려해서 경계 절점에서의 유한차분식을 구한다.

가정: 평판은 두께 방향으로 정상 1차원 열전도이며, 열전도도는 일정하다.

열발생은 위치에 따라 변화하며 대류열전달계수와 외부 온도는 균일하고 일정하다.

풀이: 평판은 정상 1차원 열전도이며, 모든 면에서 매질로 들어오는 방향으로 열전달이 일어난다고 하면

왼쪽 경계(절점 0)에서 에너지 균형법을 사용한 유한차분식은 다음과 같다.

따라서 오른쪽 경계(절점 4)에서 유한차분식은 다음과 같다.

열전달 5-9.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

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문제 5-9

열발생이 있고 열전도도가 일정한 평판의 정상 1차원 열전도에서

1계 도함수의 유한차분식을 사용하여 경계 절점에서의 유한차분식을 유도하라.

가정: 열발생이 변화하고, 열전도도는 일정하다. 1차원 정상 열전도이다.

풀이: 문제에 주어진 경계 조건은 왼쪽 경계(x=0)에서 단열 되어 있고, 오른쪽 경계(x=L)에서 복사열전달이 일어난다.

이를 해석적 식으로 표현하면 다음과 같다.

위 식에 있는 1계 도함수를 차분형으로 바꾸면 다음과 같다.

따라서 경계 절점에서의 유한차분식은 다음과 같다.