2014/2nd sem

열전달과제물 #1 표지

제출자 성명:

1. 평면벽 형상의 발열체가 열생성율 q(W/m3)를 발생시키고 아래와 같은 열전달 조건에 있다.   q=100000W/m3, k=10W/m.K, L=20mm

T∞=35℃

h=1000 W/m2.K

T∞=35℃

h=500 W/m2.K

q

k

L

1) 열전달 해석을 위한 모든 가정과 열확산방정식에 대하여 기술하시오.

2) 경계조건을 이용하여 발열체 내부의 온도분포식을 구하시오.

3) 발열체 내부의 최고온도와 각 벽면의 온도를 구하시오.

4) 열저항선도를 그리고 각 벽면에서 유체로 전달되는 열유속(W/m2)을

계산하시오.

2.  3종의 물질로 이루어진 원통관의 내부에 유체가 흐르고 히터 B에 의하여 가열된다.

내부직경 2인치이고 열전도도가 kp(W/mK)인 파이프 C (두께 4mm) 외부에 열전도도 20(W/mK)이고  열발생율이 1000kW/m3인 히터부 B(두께 4mm)가 부착된다. 이 히터의 외부는 10mm 두께의 열전도도가 ki(W/mK)단열재 A로 싸인다. 파이프의 길이는 2m이다.

hi=1000 W/m2.K, ho=10 W/m2.K, T∞i=10 ℃ T∞o=25℃

파이프 재질: 알루미늄, 주물, 스텐레스강 단열재: 유리섬유, 우레탄폼, 실리카를 조합화여 아래 사항을 설계하시오.

1) 열저항선도를 작성하시오.

2) C층의 내면과 외면의 온도(Tci, Tco)를 구하고 열전달율(W)을 계산하시오.

3) B층의 온도분포식을 구하는 열확산방정식과 경계조건을 제시하고 해를 구하시오.

A

B

C

hi, T∞i

h0, T∞o

3. 직경 D(5mm)의 구리선(kc W/m.K)에 t(0.5mm)의 테플론 피막(kt W/m.K)이 입혀져 있다. 구리선의 전기저항은 단위 길이당 R(0.5 Ω/m)이고 I(500 Amp)의 전류가 흐르도록 설계하고자 한다. 피막의 외부는 공기에 의하여 냉각되며 공기온도는 Ta(25℃)이고 대류열전달계수는 h(10 W/m.K)이다.

1) 열저항선도를 작성하시오.(10)

2) 구리선 내부의 열확산 방정식을 이용하여 온도분포식을 구하시오.(15)

3) 테플론의 표면온도(Ts1, Ts2)와 구리선 중앙의 온도(T0)를 추정하고 설계상 문제점이 있는지 여부에 대하여 논하시오.(10)

Ta, h

Ts1

Ts2

T0

제출일자: 2014.10.08, 17:00 학과사무실

보고서형식으로 작성: 한글 2단 10포인트 휴먼명조 모든 수식 한글로 작성, 그림은 학부 홈페이지에서 다운로드 할 것. 수기작성 보고서 접수 불가