#열회로 집중 분석

다음 도식은 가열로(Furnace) 벽면의 열회로(Thermal Circuit)를 보여주고 있다. 바깥쪽 벽 표면온도 T₂ = 625 K이고, 가열로 외부 온도 Tsur = 290 K일 때, 다음 조건에서 가열로 안쪽 벽(Inside Wall) 표면온도 T₁을 구하시오. (단, 각 계면온도는 균일한 것으로 가정) <조건> ① 가열로 벽은 3개 다른 층(a, b, c)으로 구성되며, 열전도도(k)와 두께(x)는 다음과 같다. kₐ = 1.6 W/m·K, xₐ = 0.080 m kᵦ = 1.7 W/m·K, xᵦ = 0.150 m kꞔ = 45.0 W/m·K, xꞔ = 0.00254 m ② 가열로 바깥쪽 벽 표면에서 열전달기구(Heat Transfer Mechanism)는 대류(Convection)와 복사(Radiation)가 병렬로 작용하며, 각 기구의 열전달계수는 다음과 같다. 대류열전달계수, hꞔ = 5.0 W/m²·K 복사열전달계수, hᵣ = 16.3 W/m²·K <가열로 벽면 구성도> <가열로 벽면의 열회로도>

가열로 벽면의 열전달 문제는 복합 열전달(전도, 대류, 복사)을 고려해야 하며, 열 저항 개념을 이용하여 각 층의 열 저항을 계산하고, 전체 열 저항을 통해 내부 벽면 온도를 구할 수 있다. 대류와 복사가 병렬로 작용하는 경우, 해당 열전달 계수를 합하여 계산하는 것이 중요하다.