가동 중인 노의 외벽 표면 10 m2가 120 ℃로 유지되고 주위 공기… | [에너지관리기사 필기] 2023년 2회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 2023년 2회 기출복원 모의고사
가동 중인 노의 외벽 표면 10 m2가 120 ℃로 유지되고 주위 공기와 주위 벽면의 온도가 20 ℃일 때, 이 외벽면에서 주위로 방산되는 열량은 약 몇 kW인가? (단, 자연대류 열전달계수는 10 W/(m2·K), 외벽면의 방사율은 0.8, 스테판-볼츠만 상수는 5.67×10-8 W/(m2·K4)이다.)
1
17.5
2
10.0
3
7.5
4
20.8
해설

외벽 표면에서 주위로 빠져나가는 열은 자연대류와 복사의 합으로 약 17.5 kW이다.

Qc=hAΔT=10×10×100=10 000 WQ_c = hA\Delta T = 10\times 10\times 100 = 10\,000\ \mathrm{W},
Qr=εσA(Ts4−T∞4)=0.8×5.67×10−8×10×(393.154−293.154)≈7 490 WQ_r = \varepsilon\sigma A\left(T_s^4 - T_\infty^4\right) = 0.8\times 5.67\times 10^{-8}\times 10\times\left(393.15^4 - 293.15^4\right) \approx 7\,490\ \mathrm{W} 이므로 합은 약 17.5 kW이다.

대류나 복사 한쪽만 보면 방산열을 과소평가하고, 주위에서 되받는 복사(T∞4T_\infty^4 항)를 빼지 않으면 약 20.8 kW로 과대평가한다.

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