몽키로 전력 변환하기

이전 포스팅에서의 열생성이 없는 정상상태의 1차원 열전도식의 결론에서 열저항의 개념이 들어가게 되는데

이 식에서 R=L/KA이고

이러한 열저항 system을 이용하는 이유는 계산의 양을 줄이기 위함입니다.

아래의 상황에서 열저항은 우리가 옴의 법칙 처럼 사용하여 열전달율(Heat transfer rate)를 구할 수 있습니다.

직렬 = R_tot = R1+R2+R3+......

병렬 = R_tot = (R1^-1 + R2^-1 + R3^-1......)^-1

이러한 열저항을 사용하면 아래와 같이 다른 물성치를 가진 복합벽의 경우에서 용이하게 사용될 수 있습니다.

.

여기서 중요한 점은 열전달율 q[w]는 변하지 않는다는 점입니다.

왜냐하면 에너지는 보존되기 때문에 각지점에 따라 k값에 의해 온도는 달라질 수 있으나

steady state이기 때문에 시간은 고려되지 않아 열전도율은 변하지 않고 일정하게 유지됩니다.

이러한 조건을 이용하여 문제를 많이 풀기 때문에 알아두시는 것이 좋습니다.

위의 열저항시스템을 통해 열전도율 q[w]를 구하는 법은 직렬과 병렬의 전체 열저항을 계산한 후 양끝의 온도 T1,T6만을 이용하여 q를 구할 수 있습니다

이러한 방식은 건축에서 단열을 위해 많이 계산하고 꽤 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

아래의 표는 지금까지 유도방식을 바탕으로 cylinderical coordinate spherical coordinate의 좌표계로 계산했을 때의 결과값을 나타내고 있습니다

h는 대류열전달계수로 다음포스팅에서 다루도록 하겠습니다

대류열전달은 유동하는 입자의 bulk motion에 의해 열전달이 이루어집니다.

대류열전달은 열전달 뿐 아니라 유체역학의 이론이 함께 적용되어야 합니다

아래의 대유열전달에 의한 열전달율은 전도에 의한 열전달율과 같다고 두면

다음과 같이 식이 도출됩니다.

대류열전달은 열전달 뿐 아니라 유체역학의 이론도 필요합니다.

유체역학에서 자주보셨을 boundary layer의 유체유동 프로파일입니다.

h를 구하는 방법은 상사성(similarity) 포스팅에서 확인이 가능합니다.

상사를 통해 얻은 Nussel Number를 통해 구한 대류열전달계수 h를 구할 수 있고 아래의 전도-대류 열저항 시스템에도 전도와 같이 적용될 수 있습니다.

지금까지 전도,대류를 통한 열전달에 배웠고 다음 포스팅에서는 fin설계에 대해 배우도록 하겠습니다.