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3층의 벽돌로 쌓은 노벽의 두께가 내부부터 차례로 100, 150, 2… | [화공기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 1회차
3층의 벽돌로 쌓은 노벽의 두께가 내부부터 차례로 100, 150, 200mm, 열전도도는 0.1, 0.05, 1.0kcal/m·h·℃이다. 내부온도가 800℃, 외벽의 온도는 40℃일 때, 외벽과 중간벽이 만나는 곳의 온도(℃)는?
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해설

외벽과 중간벽이 만나는 지점의 온도는 약 76℃이다. 정상상태 다층 평면벽의 전열은 각 층의 열저항 R=LkR=\dfrac{L}{k}의 직렬합으로 계산한다.

내부에서부터 층별 저항은 R1=0.10.1=1.0, R2=0.150.05=3.0, R3=0.21.0=0.2R_1=\dfrac{0.1}{0.1}=1.0,\ R_2=\dfrac{0.15}{0.05}=3.0,\ R_3=\dfrac{0.2}{1.0}=0.2이며 합은 4.2m2hC/kcal4.2\,\mathrm{m^2\cdot h\cdot^\circ C/kcal}이다.

단위면적당 열류량은 q=800404.2181kcal/m2hq=\dfrac{800-40}{4.2}\approx181\,\mathrm{kcal/m^2\cdot h}이고, 내부에서 두 번째 층까지 지난 지점의 온도는 800181×(1.0+3.0)76C800-181\times(1.0+3.0)\approx76^\circ\mathrm{C}이다.

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