단열재를 사용하여 보일러의 열손실을 2,000 \mathrm{W\,m^… | [9급 지방직 화학공학일반] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 화학공학일반] 25년 1회차

단열재를 사용하여 보일러의 열손실을 2,000  $\mathrm{W\,m^{-2}}$ 으로 유지하고자 할 때 단열재의 두께[m]는? (단, 단열재의 열전도도는 0.5  $\mathrm{W\,m^{-1}\,K^{-1}}$ 이고, 단열재 내벽과 외벽의 온도는 각각 1,000 K과 500 K이며, 단열재 두께 방향으로의 열전도만 고려한다)

0.1

0.125

0.15

0.175

해설

단열재의 두께는 0.125 m이다.
평면벽 전도(Fourier 법칙):  $\dfrac{q}{A}=\dfrac{k\Delta T}{L}$  이므로  $L=\dfrac{k\Delta T}{q/A}$ 
대입:  $L=\dfrac{0.5\times(1000-500)}{2000}$ 
결과:  $L=0.125\ \mathrm{m}$ 
0.1 m이면 열손실이 2,500  $\mathrm{W\,m^{-2}}$ 로 목표보다 크다.
0.15 m, 0.175 m이면 열손실이 목표보다 작아진다(두께에 반비례).

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