식품기사(변경)

2011년08월21日 49번

[식품가공학]
열전도도가 0.7W/mㆍK인 벽돌로 된 두께 15cm의 외부벽과 208W/mㆍK의 열전도도를 갖는 1.5mm의 알루미늄판으로 된 창고가 있을 때, 이 창고의 U(총괄전열계수)값은? (단, 창고 안팎의 표면 열전달계수는 각각 12와 25W/m2ㆍK이다.)

  • ① 0.45W/m2ㆍK
  • ② 1.42W/m2ㆍK
  • ③ 1.96W/m2ㆍK
  • ④ 2.97W/m2ㆍK
(정답률: 35%)

문제 해설

U값은 열전달계수의 역수로 정의되며, 열전달계수는 열전도도, 두께 및 표면 열전달계수에 영향을 받는다. 따라서, U값을 계산하기 위해서는 창고의 벽과 창문의 열전도도, 두께 및 표면 열전달계수를 고려해야 한다.

창고의 벽은 벽돌로 된 외부벽과 알루미늄판으로 된 창문으로 이루어져 있다. 따라서, 창고의 U값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

U = 1 / (R + R창문)

여기서 R은 벽의 열저항이고, R창문은 창문의 열저항이다.

벽의 열저항은 다음과 같이 계산할 수 있다.

R = 두께 / 열전도도

외부벽의 두께는 15cm이고, 열전도도는 0.7W/mㆍK이므로,

R = 0.15m / 0.7W/mㆍK = 0.214Kㆍm²/W

창문의 열저항은 다음과 같이 계산할 수 있다.

R창문 = 두께 / 열전도도

알루미늄판의 두께는 1.5mm이고, 열전도도는 208W/mㆍK이므로,

R창문 = 0.0015m / 208W/mㆍK = 7.21 × 10-6Kㆍm²/W

창고 안팎의 표면 열전달계수는 각각 12와 25W/m²ㆍK이므로, 창고의 U값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

U = 1 / (R + R창문 + 1/12 + 1/25)

U = 2.97W/m²ㆍK

따라서, 정답은 "2.97W/m²ㆍK"이다.
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