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지름 10㎝인 금속구가 대류에 의해 열을 외부공기로 방출한다. 이때 발… | [소방설비기사(기계) 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 1회차

지름 1010㎝인 금속구가 대류에 의해 열을 외부공기로 방출한다. 이때 발생하는 열전달량이 4040W이고, 구 표면과 공기 사이의 온도차가 5050℃라면 공기와 구 사이의 대류 열전달 계수[W/(m2^2·K)]는 약 얼마인가?

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해설

공기와 구 사이의 대류 열전달 계수는 약 25 W/(m2⋅K)25\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K)} 이다.

대류 열전달량은 뉴턴의 냉각법칙 Q=hAΔTQ=hA\Delta T 로 표현되므로
h=QAΔTh=\dfrac{Q}{A\Delta T} 이다.
구의 표면적은 A=πd2=π×0.12≈0.0314 m2A=\pi d^2=\pi\times 0.1^2\approx 0.0314\,\text{m}^2 이므로,
h=400.0314×50≈25 W/(m2⋅K)h=\dfrac{40}{0.0314\times 50}\approx 25\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K)} 이다.

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