안녕하세요~ ^^
추석 연휴 잘들 보내셨길 바라며, Pipe Insulation 외벽 온도 계산 관련 문의드려요~
우선 상황 설명과 궁금한 점 하기에 정리하겠습니다~
STATUS
1. Underground상에 Closed drain piping line이 매설되어 있는 상황입니다.
점성이 있는 Fluid가 지나가는 line이다 보니, 온도 유지를 위해서 Insulation을 하게 되어 있구요.
Pipe 외벽에 Mineral Wool로 Insulation이 설치되구요. 그 밖에는 Jacket material을 씌우지 않고,
방수가 되는 특수물질 (분말 등을 굳히는 것으로 고온 piping line 늘어나는 걸 흡수해줄 수 있고 방수가
되는 것...)을 설치합니다.
이 특수물질을 사용할 수 있는 온도가 제한되어 있다보니, Insulation(Mineral Wool) 외벽의 온도를
계산해야 하는 상황입니다.
2. Insulation (Mineral Wool) 외벽의 온도는 Program을 이용해서 대략적으로 계산한 상태인데요.
그 온도가 나오게 된 원리를 이해하고 싶어 Study하던 중, 궁금한 것들이 생긴 상태입니다.
QUESITION
1. Insulation 외벽의 온도를 계산하기 위해서는 열전달 (전도, 대류, 복사) 개념들을 사용해야 한다는 것을
파악하였고 우선 전도 관련 Study와 계산부터 해보았습니다.
열전달 책에 나와있는 Pipe Insulation 전도 관련 수식은 하기와 같구요.
(상기 그림에 제가 고려한 형상과 수식이 표시되어 있습니다~~)
* 전도 계산 시에 하기로 가정하였습니다.
- 정상 상태 (내부 열 Source가 없는 case)
- 한 방향으로만 열전달
T( r) = {(Ts,1 - Ts,2)/(ln(r2/r1)) * ln(r/r2)} + Ts,2
=> 제가 알고 있는 온도는 Pipe 내부로 지나가는 Fluid 온도와 Pipe 외부의 Soil 온도입니다.
그래서 상기 수식에서 Ts,1에는 Fluid의 온도, Ts,2에는 Soil의 온도를 대입하였습니다.
또한 제가 알고자 하는 온도는 Insulation 외벽의 온도이기 때문에...
r2 = r 로 생각하였습니다.
그런데 이 경우에는 ln(r/r2)의 값이 0이 되어버리기 때문에, 결국 T(r) = Ts,2가 되어버리고 맙니다;;;
그 얘기는 Insulation 외벽의 온도는 Soil의 온도와 같다라는 결론이...
=> 제가 상기 계산을 하면서 먼가 가정을 잘못 한 거 같은데 어떤 부분을 수정하면 되는지 좀 답변 부탁드립니다...
Pipe 내부로 고온의 Fluid가 지나가는 상황이기 때문에 내부 열 Source가 있다고 봐야 하는 것인지...
상기 수식을 보고 나니,,, Pipe Insul. 외벽의 온도는 경계점이기 때문에 Soil의 온도로 나오는 것이
당연한 것인 거 같기도 하고...
고수님들의 답변 부탁드리겠습니다~~ ^^
제대로 좀 알고 싶었는데 막히고 나니 넘 답답합니다 ㅠㅠ
좋은 하루 되세요~~
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