개념 한 쪽
에너지관리기사 열전달 이론 — 전도·대류·복사
열은 전도, 대류, 복사의 세 길로 이동한다. 여러 층으로 된 벽을 지나는 열손실을 열저항의 합으로 구하는 법, 자연대류가 가장 활발한 면의 방향, 실제 설비에서 세 길이 함께 나타나는 까닭을 본다.
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뜻
다층벽을 지나는 열은 각 층의 열저항을 더해 구한다. 열저항은 두께를 열전도도로 나눈 l/k이고, Q=ΔT÷Σ(l/k)다. 두께 10cm·20cm·10cm, 열전도도 8·1·0.2kcal/m·h·℃인 3층 벽에서 Σ(l/k)=0.0125+0.2+0.5=0.7125이고, 내외벽 온도차가 1,040℃이면 1m²당 시간당 열손실은 1040÷0.7125≈1,460kcal다.
자연대류는 표면의 방향에 따라 세기가 달라진다. 뜨거운 공기가 위로 뜨는 힘을 가장 방해받지 않는 수평 상향면에서 가장 크고, 아래를 향한 면에서는 작다.
전도는 고체 벽을 따라, 대류는 유체의 흐름을 따라, 복사는 빛처럼 떨어진다. 실제 노벽에서는 세 길이 함께 나타나므로 어느 하나만으로 열손실을 설명하지 않는다.
예제
선지 판단은 다층벽에서 두께÷열전도도를 더해 열저항을 만드는지, 자연대류가 수평 상향면에서 가장 크다고 보는지, 실제 노벽에서 전도·대류·복사가 함께 일어난다고 보는지에서 갈린다. 1,460kcal가 그 예다. 열저항을 더하지 않고 두께만 더한 선지, 실제 전열을 한 가지 이동으로만 설명한 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 다층벽의 열손실은 어떻게 구하나요?
- 각 층의 두께÷열전도도를 더해 열저항을 만들고 Q=ΔT÷Σ(l/k)에 넣습니다. 예시 벽은 1,040÷0.7125≈1,460kcal입니다.
- 자연대류가 가장 큰 면은 어디인가요?
- 수평 상향면입니다. 뜨거운 공기가 위로 오르는 흐름을 가장 방해받지 않기 때문입니다.
- 실제 노벽에서는 열이 어떻게 이동하나요?
- 전도·대류·복사가 함께 일어납니다. 그래서 세 길을 따로 세지 않고 하나의 총괄 계수로 묶어 다룹니다.
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