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내벽은 내화벽돌로 두께220mm, 열전도율 1.1kcal/m*h*도씨,… | [에너지관리산업기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리산업기사 필기] 19년 1회차
내벽은 내화벽돌로 두께220mm, 열전도율 1.1kcal/m*h*도씨, 중간벽은 단열벽돌로 두께 9cm, 열전도율 0.12kcal/m*h*도씨, 외벽은 붉은 벽돌로 두께20cm,열전도율 0.8kcal/m*h*도씨 로 되어 있는ㄴ 노벽이 있다. 내벽 표면의 온도가 1000도씨 일 때, 외벽의 표면온도는? (단, 외벽 주위온도는 20도씨, 외벽 표면의 열전달률은 7 kcal/m2*h*도씨 로 한다.)
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해설

내벽에서 외기까지 열이 전달되는 경로는 내화벽돌층, 단열벽돌층, 붉은벽돌층을 차례로 통과하는 전도와 외벽 표면에서 외기로 빠져나가는 대류로 이루어진 직렬 열저항 경로로 볼 수 있다.

각 층의 열저항(두께/열전도율)과 외벽 표면 열전달저항(1/열전달률)을 모두 더해 총 열저항을 구한 뒤, 내벽 표면과 외기의 온도차를 총 열저항으로 나누면 단위면적당 통과 열량을 얻는다.

R=0.221.1+0.090.12+0.20.8+171.343 m2hC/kcalR = \dfrac{0.22}{1.1} + \dfrac{0.09}{0.12} + \dfrac{0.2}{0.8} + \dfrac{1}{7} \approx 1.343\ \mathrm{m^2\cdot h \cdot ^\circ C/kcal}, q=1000201.343730 kcal/(m2h)q = \dfrac{1000-20}{1.343} \approx 730\ \mathrm{kcal/(m^2 h)}

이 열량이 외벽 표면에서 외기로 대류 전달되는 열량과 같으므로 Ts=20+q720+104=124CT_s = 20 + \dfrac{q}{7} \approx 20 + 104 = 124\,^\circ\mathrm{C}로 외벽 표면온도가 구해진다.

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