각각의 두께가 10 cm인 구리, 석면, 탄소강으로 구성된 삼중벽이 있다. 이 삼중벽 양면의 온도는 각각 10°C와 110°C로 유지되고 있다면 벽을 통한 단위면적당 열전달속도[W/m 2 ]는? (단, 구리, 석면, 탄소강의 열전도도는 각각 10 W/mㆍ℃, 0.05W/mㆍ℃, 5W/mㆍ℃로 가정하고, 계산결과는 소수 둘째자리에서 반올림한다)

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각각의 두께가 10 cm인 구리, 석면, 탄소강으로 구성된 삼중벽이 있… | [9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차

각각의 두께가 10 cm인 구리, 석면, 탄소강으로 구성된 삼중벽이 있다. 이 삼중벽 양면의 온도는 각각 10°C와 110°C로 유지되고 있다면 벽을 통한 단위면적당 열전달속도[W/m²]는? (단, 구리, 석면, 탄소강의 열전도도는 각각 10 W/mㆍ℃, 0.05W/mㆍ℃, 5W/mㆍ℃로 가정하고, 계산결과는 소수 둘째자리에서 반올림한다)

38.7

60.2

100.4

49.3

해설

직렬 벽의 열저항을 더해 계산하면 단위면적당 열전달속도는 약 49.3  $W/m^{2}$ 이다.
단위면적당 저항:  $R=\dfrac{L_1}{k_1}+\dfrac{L_2}{k_2}+\dfrac{L_3}{k_3}$ 
 $R=\dfrac{0.1}{10}+\dfrac{0.1}{0.05}+\dfrac{0.1}{5}=0.01+2+0.02=2.03\ \mathrm{m^2\,{}^\circ C\,W^{-1}}$ 
열전달속도:  $\dfrac{q}{A}=\dfrac{\Delta T}{R}=\dfrac{110-10}{2.03}\approx 49.3\ \mathrm{W\,m^{-2}}$ 
열전도도가 가장 작은 석면 층이 저항의 대부분을 차지한다.

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