두께가 4cm인 무한히 넓은 금속 평판에서 가열면의 온도를 200℃, 냉각면의 온도를 50℃로 유지하였을 때 금속판을 통한 정상상태의 열유속이 300kW/m 2 이면 금속판의 열전도율(thermal conductivity)은 약 몇 W/(mㆍK)인가? (단, 금속판에서의 열전달은 Fourier 법칙을 따른다고 가정한다.)

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1[일반기계기사 필기] 17년 3회차

두께가 4cm인 무한히 넓은 금속 평판에서 가열면의 온도를 200℃, 냉각면의 온도를 50℃로 유지하였을 때 금속판을 통한 정상상태의 열유속이 300kW/m²이면 금속판의 열전도율(thermal conductivity)은 약 몇 W/(mㆍK)인가? (단, 금속판에서의 열전달은 Fourier 법칙을 따른다고 가정한다.)

해설

푸리에 법칙에 따라 열유속은  $q = k \dfrac{\Delta T}{L}$ 로 표현되므로, 열전도율은  $k = \dfrac{qL}{\Delta T}$ 로 구한다.
 $k = \dfrac{300{,}000 \times 0.04}{200-50} = \dfrac{12{,}000}{150} = 80~\mathrm{W/(m \cdot K)}$ 이다.

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