에너지/열교해석관련 질문

죄송하지만 열관류율 질문입니다.

G 최광욱 8 939 2020.02.29 09:34
안녕하세요!!관리자님!!
좋은글 감사합니다!!
정말 고맙습니다 ㅎ

질문.
외부온도는 1000도씨에 두께0.25m철 덩어리가 막고있습니다.
내부온도는 20도씨라고 했을때 열관류율을 적용하면
외부 1000도씨의 온도가 그대로 내부 철덩어리쪽에 오는 시간이
맞나요??

Comments

M 관리자 2020.02.29 11:38
1. 목적을 알려 주시면 답변에 도움이 될 것 같습니다.
2. "외부 1000도씨의 온도가 그대로 내부 철덩어리쪽에 오는 시간이 맞나요??" 를 잘 이해하지 못하였습니다.
G 최광욱 2020.02.29 20:53
목적은 철 내부까지 1000도씨가 되기위해 필요한 시간을 알려고합니다. ㅠ
분위기 온도인 1000도씨가 12000mm×1570mm
두께 250mm 비열0.85의 직사각형의 철 내부까지 1000도씨가 되기위한 시간을 알려고합니다 ㅠ.ㅠ 계산식이 어찌될까요? 한쪽면만 열을 받을때랑 온 사방에서 열받을때랑 ㅠ.ㅠ
M 관리자 2020.02.29 22:34
네.. 제가 여쭈어 본 목적은... 그 것을 어디에 사용하시려는 것인지가 궁금해서 그렇습니다.
G 최광욱 2020.03.01 04:06
네!
저는 쇠공장다니는 노동자인데요 공장안에서 이런 저런 일을하다보니 궁금한게 생겨서 여쭙습니다 ㅠ
설비를 일본사람들이 만들어서 사용설명서  내용이 전부 일본어로 되있어 모르는게 많거든여 그래서 하나하나 공부하려고 합니다 ㅠ
M 관리자 2020.03.01 12:24
네.. 감사합니다.

올려주신 비열의 단위를 모르므로, 일반적인 철로 계산하겠습니다.
알려진 철의 비열은
0.107 cal/g·K = 107 cal/kg·K = 0.124 Wh/kg·K

철의 밀도 : 7800 kg/m3
비열 x 밀도 = 0.124 x 7800 = 187.2 Wh/m3·K
철의 체적 : 12 m x 1.57 m x 0.25 m = 4.71 m3

이 체적을 1K 올리는데 필요한 에너지는 ...
187.2 x 4.71 = 881.7 Wh/K 가 됩니다. (1)

이 때 공급되는 열량만 계산하면 되는데..
넓은 면적 한 면으로 열을 공급하면... 철의 두께는 0.25m
그러므로 열관류율은 53 / 0.25 = 212 W/m2K, 즉 1제미당 1도 차이날 때, 212 W 가 흘러간다는 의미이므로,

이를 면적으로 곱하면,
212 x (12 m x 1.57 m) = 3,994 W/K 이며, (2)

그러므로 위에 계산된 결과 (1)과 (2)를 이용해서 시간을 산출할 수 있습니다.
881.7 / 3,994 = 0.22 h

이는 정상상태해석이고, 실제로는 주변으로의 열손실을 고려해야 하므로, 좀 더 시간이 걸립니다.

4면으로 열량을 공급하게 되면,
체적을 면적으로 나눈 두께로 계산하시면 되어요.
G 최광욱 2020.03.01 22:07
아.. 관리자님. 너무너무 감사합니다.
제가 기초지식이 부족해서 남겨주신글 스크린샷 찍어두고
열심히 이해해 나가겠습니다.
귀중한 지식 나눔해주셔서 감사드립니다!!
다음에 또 궁금한게 있으면 또 여쭤봐도될까요?
G 최광욱 2020.03.01 22:23
관리자님! 6면으로 열량이 공급되는데요
6면인경우에도 체적을면적으로 나눈 두께로 계산하면될까요?
M 관리자 2020.03.02 00:29
넵 그렇습니다.