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1[소방설비기사(기계) 필기] 22년 2회차

지름 5[㎝]인 구가 대류에 의해 열을 외부공기로 방출한다. 이 구는 50[W]의 전기히터에 의해 내부에서 가열되고 있고 구 표면과 공기 사이의 온도차가 30[℃]라면 공기와 구 사이의 대류 열전달계수는 약 몇  $W/m^2 \cdot {}^\circ\mathrm{C}$ 인가?

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해설

공기와 구 사이의 대류 열전달계수는 약 212 W/m²·℃이다.
대류 열전달  $Q = hA\Delta T$  이고, 구의 표면적은  $A = \pi d^2 = \pi \times 0.05^2 = 7.854\times10^{-3}$  m² 이다.
 $h = \dfrac{Q}{A\Delta T} = \dfrac{50}{7.854\times10^{-3} \times 30} = \dfrac{50}{0.2356} \approx 212$  W/m²·℃
구의 표면적을  $\pi d^2$  가 아닌  $4\pi d^2$  등으로 잘못 쓰면 오답이 된다.

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