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내부지름이 2cm이고 외부지름이 4cm인 강철관을 3cm 두께의 석면으… | [공조냉동기계기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 15년 3회차
내부지름이 2cm이고 외부지름이 4cm인 강철관을 3cm 두께의 석면으로 씌웠다면 관의 단위 길이 당 열손실은? (단, 관 내부 온도 600℃, 석면 바깥 면 온도 100℃, 관 열전도도 16.34kcal/mㆍhㆍ℃, 석면 열전도도 0.1264kcal/mㆍhㆍ℃이다.)
1
430.8kcal/mㆍhㆍ℃
2
472.5kcal/mㆍhㆍ℃
3
486.5kcal/mㆍhㆍ℃
4
510.5kcal/mㆍhㆍ℃
해설

강철관과 석면 층이 직렬로 겹쳐진 원통형 다층벽의 단위 길이당 열손실은 q=2π(T1T2)ln(r2/r1)k1+ln(r3/r2)k2q=\dfrac{2\pi(T_1-T_2)}{\dfrac{\ln(r_2/r_1)}{k_1}+\dfrac{\ln(r_3/r_2)}{k_2}}로 구한다.

안지름 반지름 r1=0.01mr_1=0.01m, 강철관 바깥 반지름 r2=0.02mr_2=0.02m, 석면 바깥 반지름 r3=0.05mr_3=0.05m를 대입하면 ln216.34+ln2.50.12640.0424+7.2497.291\dfrac{\ln2}{16.34}+\dfrac{\ln2.5}{0.1264}\approx0.0424+7.249\approx7.291이 된다.

온도차가 600100=500C600-100=500{}^\circ\mathrm{C}이므로 q=2π×5007.291430.8kcal/mhq=\dfrac{2\pi\times500}{7.291}\approx430.8\,kcal/m\cdot h가 된다.

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