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외경 30mm, 벽두께 2mm 의 관 내측과 외측의 열전달계수는 모두 … | [에너지관리기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 22년 1회차
외경 30mm, 벽두께 2mm 의 관 내측과 외측의 열전달계수는 모두 3000W/m2·K 이다. 관 내부온도가 외부보다 30℃ 만큼 높고, 관의 열전도율이 100 W/m·K 일 때 관의 단위길이당 열손실량은 약 몇 W/m 인가?
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해설

내부 유체에서 외부 유체까지의 열손실은 내부 대류, 관벽 전도, 외부 대류의 세 저항이 직렬로 연결된 원통형 벽의 열전달로 계산한다.

외경 do=0.030 md_o=0.030\ \mathrm{m}, 벽두께 2mm이므로 내경 di=0.026 md_i=0.026\ \mathrm{m}이고, 단위길이당 열손실은 QL=Δt1hiπdi+ln(do/di)2πk+1hoπdo\dfrac{Q}{L} = \dfrac{\Delta t}{\dfrac{1}{h_i\pi d_i}+\dfrac{\ln(d_o/d_i)}{2\pi k}+\dfrac{1}{h_o\pi d_o}}로 구한다.

주어진 값(hi=ho=3000 W/m2Kh_i=h_o=3000\ \mathrm{W/m^2\cdot K}, k=100 W/mKk=100\ \mathrm{W/m\cdot K}, Δt=30C\Delta t=30^\circ C)을 대입하면 약 3824 W/m3824\ \mathrm{W/m}가 된다.

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