열전달(Heat Transfer)
2012년도 1학기(제 5주)
기계자동차공학부
박 승 운
제3장 비정상 열전도
(Heat Conduction on the Transient Condition)
제3장 비정상 열전도
◈ 학습목표
o 비정상상태에서의 열전도에 대한 개념 이해 o 집중계(lumped system)의 열전도 개념 이해
o 비정상 온도차트를 이용한 다차원 열전도 해석방법의 이해
◈ 학습성과
o 비정상상태의 열전도 개념을 설명하고 이와 관련한 공학적 문제를 해결할 수 있어야 함.
- 집중계를 적용하는 경우
- 단일항 근사해법을 적용하는 경우 - 비정상 온도챠트를 이용하는 경우
강의 내용 및 순서
■ 집중계 해석
■ 대형 평면벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도 ■ 반무한 고체에서의 비정상 열전도
■ 다차원에서의 비정상 열전도 ■ 종합요약
제3장 비정상 열전도
제3장 비정상 열전도
■ 집중계 해석 (Lumped System Analysis)
▣ 비정상 상태(Transient State)란?
: 시간에 따라 취급 변수의 특성이 바뀌는 상태
▣ 집중계(Lumped System)이란?
: 비정상 상태하의 물질이 위치에 따라서는 변화가 없는 경우 ⇒ 시간만의 함수로 이상화 될 수 있음.[T(t)]
제3장 비정상 열전도
■ 집중계 해석 (Lumped System Analysis)
제3장 비정상 열전도
■ 집중계 해석 (Lumped System Analysis) ▣ 집중계 해석 기준
※ 적용 : 1. Bi No.를 계산하여 적용 가능한 경우.
⇒ 큰 열전도도를 가진 작은 물체가 전도도가 낮은 매질내에 있는 경우에 가장 적합
2. 높은 정밀도가 요구되지 않는 경우.
제3장 비정상 열전도
■ 집중계 해석 (Lumped System Analysis)
예제 3-1
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 단일항 근사해법
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 비정상 온도차트
: Heisler chart
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 비정상 온도차트
: Heisler chart
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 비정상 온도차트
: Heisler chart
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 비정상 온도차트
: Heisler chart
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 비정상 온도차트
: Heisler chart
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ 1/Bi = 0 이 되는 경우
제3장 비정상 열전도
■ 대형 평편 벽, 긴 원통, 구에서의 비정상 열전도
◈ Fourier No. τ의 물리적 의미
예제 3-3
제3장 비정상 열전도
■ 반무한 고체에서의 비정상 열전도
제3장 비정상 열전도
■ 반무한 고체에서의 비정상 열전도
예제 3-6
제3장 비정상 열전도
■ 다차원에서의 비정상 열전도
◈ 곱의 풀이(product solution)와 같은 중첩 접근방법을 적절히 사용하여 다차원 문제의 해를 얻음
제3장 비정상 열전도
■ 다차원에서의 비정상 열전도
※ Table 3-4
제3장 비정상 열전도
■ 다차원에서의 비정상 열전도
◈ 사각 막대기의 비정상 온도분포
예제 3-7, 3-8, 3-9
제3장 비정상 열전도
▣ 종합요약
◈ 집중계
제3장 비정상 열전도
▣ 종합요약
◈ 단일항 근사해법
※ Jo : 1종 0차 Bessel 함수
제3장 비정상 열전도
▣ 종합요약
◈ 단일항 근사해법
※ J1 : 1종 1차 Bessel 함수
◈ 대류가 있는 반무한체의 1차원 비정상 온도분포
제3장 비정상 열전도
▣ 종합요약
◈ 다차원 비정상 온도분포 및 열전달량
◈ 다음강의(예고)
- 강제 대류 열전달
* 대류와 강제 대류란 ? * 대류의 과정과 열경계층 * 층류, 난류 흐름조건
* 다양한 형상 위를 흐르는 유체의 항력과 열전달계수
