게시판 > 질답게시판 > 유체의 방열 손실 계산 결과 (질문 추가입니다.)

스테파노 Stefano

07-09-20 20:45

(1) 열손실 Mechanism
Pipe 뿐 만 아니라 고체표면에서 대기로의 열손실의 전달기구는 (보온이 되어 있지 않는경우)크게 구분하면
배관내 유체의 대류현상으로 관 내부 표면의 열전달(Convection)==>관 재질 내부에서의 열 전도(Conduction)
==>관 외부에서의 대류에 의한 열전달(Convection)
와 같이 Convection-Conduction-Convection에 의해 이루어지는 것이며
정상상태에서는 열이 전달되는 면을 수직으로 절단하는 면적을 통해서 일정한 열이 방출되는 과정으로 되어 있습니다.

(2) U의 단위
질문에서 U는 표시한 단위가 아니라 kcal/h/m2/℃ 와 같은 단위입니다. 이를 말로 표현하면
U: "단위면적(m2)당, 단위 온도차(℃)를 나타내는 열전달통로를 통하여, 단위시간(h)동안에 전달되는 열량(kcal)"이 됩니다.

"체적열전달계수"라는 용어는 여기서 사용되는 단어가 아니고 이는 충전탑에서 냉각혹은 가열장치를 일정한 밀도로 삽이입해 두었을 때 단위체적당 전달되는 열량으로 단위도 열전달계수와 비슷하지만 의미가 다른 kcal/m3/h/℃ 단위를 가집니다. 본 주제와는 전혀 다르기 때문에 자세한 언급은 하지 않겠습니다.

(3) 배관 표면의 재질의 영향
관 표면의 온도가 수백도 이상 높아지면 관의 표면에서 열복사(Radiation)에 의한 열전달이 일어나기 때문에 관 재질의 복사계수에 따라 크게 달라지게 되지만 온도가 그리높지 않은 백몇십도 이하에서는 열복사의 효과는 크게 줄어들고 주로 열대류현상에 의해서 열이 손실됩니다 .

이 경우 관의 재질보다는 관의 온도에 따라 공기에 전달된 열에 의해 공기가 팽창하고 중력의 반대방향 즉 상부로 공기가 이동하면서 새로운 찬공기가 다시 관 표면에 몰려와 "대류(Convection)"현상에 의해 열전달이 일어나게 됩니다.

관의 열손실을 계산할 경우 관 외부의 대류에 의해 전달되는 속도에 비해 배관 재질내에서의 열전도(Conduction)현상은 크게 빠릅니다. 따라서 관 재질의 영향보다는 대류현상의 크고 작음에 따라 열전달 손실의 크기가 좌우됩니다.
따라서 관 금속재질의 종류와 별 관계없이 관 표면 온도에 의해 주로 열전달계수가 정해집니다.

결론적으로 대류에 의한 열손실은 관의 재질에 별 관련이 없습니다. 따라서 관의 열전도도를 구할 필요가 전혀없지요.

(3) 열전달계수 혹은 배관열손실에 관해서는 이곳 게시판에서도 여러번 다룬 적이 있으므로 찾아보시고 의문시 되는 점을 다시 질문해 주세요. 열전도도에 관한 자료는 대부분의 열절단 관련 서적 혹은 Perry's 핸드북 등에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다.

(2) U의 단위
질문에서 U는 표시한 단위가 아니라  kcal/h/m2/℃ 와 같은 단위입니다.  이를 말로 표현하면 
U: "단위면적(m2)당, 단위 온도차(℃)를 나타내는 열전달통로를 통하여, 단위시간(h)동안에 전달되는 열량(kcal)"이 됩니다.

"체적열전달계수"라는 용어는 여기서 사용되는 단어가 아니고 이는 충전탑에서 냉각혹은 가열장치를 일정한 밀도로 삽이입해 두었을 때 단위체적당 전달되는 열량으로 단위도 열전달계수와 비슷하지만 의미가 다른  kcal/m3/h/℃ 단위를 가집니다.  본 주제와는 전혀 다르기 때문에 자세한 언급은 하지 않겠습니다.

(3) 배관 표면의 재질의 영향
관 표면의 온도가 수백도 이상 높아지면 관의 표면에서 열복사(Radiation)에 의한 열전달이 일어나기 때문에 관 재질의 복사계수에 따라 크게 달라지게 되지만  온도가 그리높지 않은 백몇십도 이하에서는 열복사의 효과는 크게 줄어들고 주로 열대류현상에 의해서 열이 손실됩니다 .

이 경우 관의 재질보다는 관의 온도에 따라 공기에 전달된 열에 의해 공기가 팽창하고 중력의 반대방향 즉 상부로 공기가 이동하면서 새로운 찬공기가 다시 관 표면에 몰려와 "대류(Convection)"현상에 의해  열전달이 일어나게 됩니다.

관의 열손실을 계산할 경우 관 외부의 대류에 의해 전달되는 속도에 비해 배관 재질내에서의 열전도(Conduction)현상은 크게 빠릅니다.   따라서 관 재질의 영향보다는 대류현상의 크고 작음에 따라 열전달 손실의 크기가 좌우됩니다. 
따라서 관 금속재질의 종류와 별 관계없이 관 표면 온도에 의해 주로 열전달계수가 정해집니다.

결론적으로 대류에 의한 열손실은 관의 재질에 별 관련이 없습니다.  따라서 관의 열전도도를 구할 필요가 전혀없지요.

(3) 열전달계수 혹은 배관열손실에 관해서는 이곳 게시판에서도 여러번 다룬 적이 있으므로 찾아보시고 의문시 되는 점을 다시 질문해 주세요.   열전도도에 관한 자료는 대부분의 열절단 관련 서적 혹은 Perry's 핸드북 등에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다.