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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 16년 3회차

두께 10cm인 벽의 내부 표면의 온도는 20℃이고 외부 표면의 온도는 0℃이다. 외부 벽은 온도가 -10℃인 공기에 노출되어 있어 대류 열전달이 일어난다. 외부 표면에서의 대류 열전달계수가 200W/(m²·K)라면 정상상태에서 벽의 열전도율은 몇W/(m²·K)인가? (단, 복사열전달은 무시한다.)

해설

정상상태에서는 벽을 통한 전도 열유속과 외부 표면에서의 대류 열유속이 같아야 한다.
대류 열유속은  $q = h(T_s - T_\infty) = 200 \times (0-(-10)) = 2000\,W/m^2$ 이다.
전도 열유속은  $q = \dfrac{k\Delta T}{L} = \dfrac{k \times (20-0)}{0.1} = 200k$ 이므로, 두 값을 같다고 놓으면  $200k = 2000$ , 즉  $k = 10$ 이 된다.

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