외경 65mm의 증기관이 수평으로 설치되어 있다. 증기관의 보온된 표면… | [에너지관리기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

복사를 무시하면 관 표면에서 공기로 빠져나가는 자연대류 열전달만 남으므로 $Q = h A \Delta t$로 구한다. 관 길이 1m를 기준으로 하면 전열면적은 $A = \pi D L = \pi \times 0.065 \times 1 \approx 0.204\ \mathrm{m^2}$이고, 온도차는 $\Delta t = 55 - 20 = 35\ ^\circ\mathrm{C}$이다.
공기 중 수평관 표면의 자연대류 열전달계수는 $h = 1.32\left(\dfrac{\Delta t}{D}\right)^{1/4}$ 형태의 상관식으로 어림하며, 이 조건에서는 6 W/(㎡·K) 안팎의 값이 나온다. 이를 대입하면 $Q \approx 6.2 \times 0.204 \times 35 \approx 44\ \mathrm{W}$로, 관 1m당 약 44W의 열이 손실된다.
어떤 상관식과 공기 물성값을 쓰느냐에 따라 계산값은 44~46W 사이에서 조금씩 달라지므로, 보기 중 가장 가까운 값을 답으로 고르면 된다.