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1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 1회차

지름 $10$ ㎝인 금속구가 대류에 의해 열을 외부공기로 방출한다. 이때 발생하는 열전달량이 $40$ W이고, 구 표면과 공기 사이의 온도차가 $50$ ℃라면 공기와 구 사이의 대류 열전달 계수[W/(m $^2$ ·K)]는 약 얼마인가?

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해설

공기와 구 사이의 대류 열전달 계수는 약  $25\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$  이다.
대류 열전달량은 뉴턴의 냉각법칙  $Q=hA\Delta T$  로 표현되므로
 $h=\dfrac{Q}{A\Delta T}$  이다.
구의 표면적은  $A=\pi d^2=\pi\times 0.1^2\approx 0.0314\,\text{m}^2$  이므로,
 $h=\dfrac{40}{0.0314\times 50}\approx 25\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$  이다.

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