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냉장고의 방열벽의 열통과율이 0.000117kW/m2ㆍK일 때 방열벽의… | [공조냉동기계기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 19년 3회차
냉장고의 방열벽의 열통과율이 0.000117kW/m2ㆍK일 때 방열벽의 두께(cm)는? (단, 각값은 아래 표와 같으며, 방열재 이외의 열전도 저항은 무시하는 것으로 한다.)
외기와 외벽면과의 열전달률0.023kW/m2ㆍK
고내 공기와 내벽면과의 열전달률0.0116kW/m2ㆍK
방열벽의 열전도율0.000046kW/mㆍK
1
35.6
2
37.1
3
38.7
4
41.8
해설

표에서 외기와 외벽면의 열전달률 αo=0.023kW/m2K\alpha_o=0.023\,\mathrm{kW/m^2K}, 고내 공기와 내벽면의 열전달률 αi=0.0116kW/m2K\alpha_i=0.0116\,\mathrm{kW/m^2K}, 방열벽의 열전도율 λ=0.000046kW/mK\lambda=0.000046\,\mathrm{kW/mK} 이다.

열통과율의 역수는 각 열저항의 합이므로 1K=1αo+dλ+1αi\dfrac{1}{K}=\dfrac{1}{\alpha_o}+\dfrac{d}{\lambda}+\dfrac{1}{\alpha_i} 이다. 여기서 1/0.000117=85471/0.000117=8547, 1/0.023=43.51/0.023=43.5, 1/0.0116=86.21/0.0116=86.2 이다.

따라서 방열재의 열저항은 d0.000046=8547(43.5+86.2)=8417\dfrac{d}{0.000046}=8547-(43.5+86.2)=8417 이고, d=8417×0.000046=0.387md=8417\times0.000046=0.387\,\mathrm{m} 이다.

즉 방열벽 두께는 약 38.7 cm 다. 방열재의 열저항이 전체의 98% 남짓을 차지하지만, 표면 열전달 저항 두 항을 빼지 않으면 d=8547×0.000046=0.393md=8547\times0.000046=0.393\,\mathrm{m}, 즉 39.3 cm 가 되어 보기에 없는 값이 나온다. "방열재 이외의 열전도 저항을 무시"한다는 조건은 표면 열전달 저항까지 버리라는 뜻이 아니므로, 열전달률이 함께 주어졌으면 그 저항은 반드시 넣어야 한다.

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