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2015년05월31일 94번

[열설비설계]
두께 150mm인 적벽돌과 100mm인 단열벽돌로 구성되어 있는 내화벽돌의 노벽이 있다. 이것의 열전도율은 각각 1.2kcal/m2ㆍhㆍ℃, 0.06kcal/m2ㆍhㆍ℃이다. 이 때 손실열량은? (단, 노내 벽면의 온도는 800℃이고 외벽면의 온도는 100℃이다.)

  • ① 289kcal/m2ㆍhㆍ℃
  • ② 390kcal/m2ㆍhㆍ℃
  • ③ 505kcal/m2ㆍhㆍ℃
  • ④ 635kcal/m2ㆍhㆍ℃
(정답률: 51%)

문제 해설

손실열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

Q = U × A × ΔT

여기서, Q는 손실열량, U는 열전도율, A는 벽면적, ΔT는 내외벽면의 온도차이이다.

노벽의 경우, 내벽면과 외벽면이 모두 공기에 접해있으므로, 열전달은 단열벽돌과 적벽돌의 열전도율을 모두 고려해야 한다. 따라서, 노벽의 열전도율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

1/U = 1/1.2 + 0.15/0.06 = 0.8333

U = 1.2kcal/m2·h·℃ / 0.8333 = 1.44kcal/m2·h·℃

노벽의 벽면적은 높이 3m, 폭 5m, 두께 150mm인 적벽돌과 100mm인 단열벽돌로 이루어진 벽의 면적으로 계산할 수 있다.

A = (3m × 5m) + (3m × 0.05m × 2) = 15.3m2

따라서, 손실열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

Q = 1.44kcal/m2·h·℃ × 15.3m2 × (800℃ - 100℃) = 390kcal/h

따라서, 정답은 "390kcal/m2·h·℃"이다.
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