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2008년09월07일 97번

[열설비설계]
내화벽돌이 두께 140 mm 절벽돌 및 100mm 단열벽돌로 되어 있는 노벽이 있다. 이것의 열전도율은 각각 1.2, 0.06kcal/mㆍh℃이다. 노내 벽면의 온도가 1000℃이고, 외벽면의 온도가 100℃일 때 손실열량은 약 몇 kcal/m2ㆍh인가?

  • ① 204
  • ② 289
  • ③ 442
  • ④ 505
(정답률: 34%)

문제 해설

손실열량은 벽체를 통해 전달되는 열량으로 계산할 수 있다. 이를 계산하기 위해서는 벽체의 열전도율과 두께, 내외벽면의 온도차가 필요하다.

먼저, 내벽면과 외벽면의 온도차는 1000℃ - 100℃ = 900℃ 이다.

다음으로, 벽체의 전체 두께는 내화벽돌 140mm + 절벽돌 100mm + 단열벽돌 100mm = 340mm 이다.

벽체의 열전도율은 내화벽돌이 1.2kcal/mㆍh℃, 절벽돌이 0.06kcal/mㆍh℃ 이므로, 전체 벽체의 열전도율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

전체 벽체의 열전도율 = (내화벽돌 두께 / 내화벽돌 열전도율) + (절벽돌 두께 / 절벽돌 열전도율) + (단열벽돌 두께 / 단열벽돌 열전도율)
= (0.14m / 1.2kcal/mㆍh℃) + (0.1m / 0.06kcal/mㆍh℃) + (0.1m / 0.06kcal/mㆍh℃)
= 0.1167 + 1.6667 + 1.6667
= 3.45 kcal/mㆍh℃

따라서, 손실열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

손실열량 = 전체 벽체의 열전도율 x 벽체의 두께 x 내외벽면의 온도차
= 3.45 kcal/mㆍh℃ x 0.34m x 900℃
= 1049.4 kcal/m²ㆍh

하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 최종 답인 505 kcal/m²ㆍh을 얻을 수 있다.
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