【전달현상】 2026 국가공무원 5급(기술) 제2문

2026 국가공무원 5급(기술) 제2문^]

 

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a. 열전달 

b. 흑체복사 

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Q. 그림과 같이 단면이 삼각형인 무한히 긴 덕트의 각 변 길이가 각각 L₁, L₂, L₃이다. 세 면에서 복사에 의한 열전달만이 발생할 때, 다음 물음에 답하시오.

 

 

Q1. 복사 열전달에서 기하학적인 배치를 고려하기 위해 사용되는 형태계수(또는 보기인자, view factor) F_ij의 의미를 간략히 기술하시오. 

 

A1.

덕트 내부를 향한 복사만 고려하자. 

F_ij = (면 i에서 나가서 면 j에 도달하는 복사량) / (면 i에서 방출되는 전체 복사량)

 

Q2. 위 그림의 형태계수 F₁₂, F₁₃, F₂₃를 L₁, L₂, L₃의 식으로 나타내시오. 또한, 평판이 다음과 같은 조건을 가질 때, 평판 1로부터 방출되는 단위길이당 순열전달속도[kW/m]를 구하시오.

 

 

A2.

F₁₂ = (L₁ + L₂ - L₃) / 2L₁, F₁₃ = (L₁ + L₃ - L₂) / 2L₁, F₂₃ = (L₂ + L₃ - L₁) / 2L₂ 이며, F₁₂의 유도 과정을 다음과 같이 소개한다.

 

 

점 P에서 법선에서 +x축과의 각도 θ에 대하여, 확산복사이므로 각 방향으로 나가는 세기가 cos θ로 가중된다. 

 

 

주어진 조건에서 F₁₂ = (4 + 4 - 6.4) / 2(4) = 0.2, F₁₃ = (4 + 6.4 - 4) / 2(4) = 0.8, F₂₃ = (4 + 6.4 - 4) / 2(4) = 0.8

평판 1, 2는 흑체이고, 평판 3은 0 K의 완전 흡수체이므로 평판 1에서 나가는 순열전달속도는 다음과 같다.

 

 

이때 단위 kW/m를 쓰는 이유는 무한 덕트의 단위 깊이당 순열전달속도이기 때문이다.

 

입력: 2026.07.09 18:29