2020년 에너지관리기사 4회차 90번

Question

주위 온도가 20\ ℃ , 방사율이 0.3 인 금속 표면의 온도가 150\ ℃ 인 경우에 금속 표면으로부터 주위로 대류 및 복사가 발생될 때의 열유속(heat flux)은 약 몇 \rm W/m^2 인가? (단, 대류 열전달계수는 h = 20\ \rm W/m^2\cdot K , 스테판-볼츠만 상수는 \sigma=5.7×10^{-8}\ \rm W/m^2\cdot K^4 이다.)

Accepted Answer

이 문제는 금속 표면에서 발생하는 대류 및 복사 열전달을 통해 열유속을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **대류 열전달**과 **복사 열전달**의 합으로 전체 열유속을 구하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **대류 열유속 계산:** 대류 열유속은 $q_{conv} = h \cdot (T_s - T_{inf})$ 공식을 사용하여 계산합니다. 여기서 $h$는 대류 열전달계수, $T_s$는 표면 온도, $T_{inf}$는 주위 온도입니다. $q_{conv} = 20 \ \rm W/m^2\cdot K \cdot (150\ ℃ - 20\ ℃) = 20 \cdot 130 = 2600 \ \rm W/m^2$ 2. **복사 열유속 계산:** 복사 열유속은 $q_{rad} = \epsilon \cdot \sigma \cdot (T_s^4 - T_{inf}^4)$ 공식을 사용하여 계산합니다. 여기서 $\epsilon$은 방사율, $\sigma$는 스테판-볼츠만 상수, $T_s$와 $T_{inf

2020년 에너지관리기사 4회차 90번 - 기출문제 및 해설

문제 1