크기 1000×500mm의 직관 덕트에 35℃의 온풍 18000m3/h… | [공조냉동기계기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 20년 2회차

크기 1000×500mm의 직관 덕트에 35℃의 온풍 18000m³/h이 흐르고 있다. 이 덕트가 –10℃의 실외 부분을 지날 때 길이 20m당 덕트표면으로부터의 열손실(kW)은? (단, 덕트는 암면 25mm로 보온되어 있고, 이 때 1000m당 온도 차 1℃에 대한 온도 강하는 0.9℃이다. 공기의 밀도는 1.2kg/m³, 정압비열은 1.01kJ/kg·K이다.)

3.0

3.8

4.9

6.0

해설

덕트를 통한 열손실은 우선 공기의 질량유량과 온도강하를 구해 계산한다. 질량유량은  $\dot m = \rho Q = 1.2\times18000 = 21600\ \mathrm{kg/h} = 6\ \mathrm{kg/s}$ 이다.
덕트와 외기의 온도차는  $35-(-10)=45\ ^\circ\mathrm{C}$ 이며, 1000m당 온도차 1℃에 대해 0.9℃의 온도강하가 발생하므로 20m 구간의 온도강하는  $0.9\times\dfrac{20}{1000}\times45 \approx 0.81\ ^\circ\mathrm{C}$ 이다.
따라서 열손실은  $q = \dot m c_p \Delta T = 6\times1.01\times0.81 \approx 4.9\ \mathrm{kW}$ 로 계산된다.

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