본문 바로가기
일상을 깊이 들여다 보다

대류열전달(convective heat transfer)

by 열무파빠 2019. 1. 3.
반응형
안녕하세요. 열무파빠입니다. 오늘은 열전달 중에서 대류 열전달에 대해서 이야기해 보겠습니다. 열전달은 많이 들어 보셨겠죠?온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전달되는 것입니다. 이 열전달에는 전도(conduction), 복사(radiation), 대류(convection) 3가지가 있습니다. 그중 오늘은 대류에 대해 이야기하려고 합니다. 물이 끓는 것을 상상해 보겠습니다. 물의 아래쪽이 데워져 뜨거워지면 물의 밀도는 낮아지고 위쪽에 있던 상대적으로 낮은 온도를 가지는(상대적 높은 밀도) 물은아래쪽으로 내려오게 됩니다. 이때 상대적이라는 말을 쓰는데요. 



서로에 대해 온도, 밀도가 높고 낮음을 판단해야 합니다. 상대적으로 높은 온도의 물은 밀도가 낮고, 온도가 낮은 물은 밀도가 높아 서로의 밀도 차이에 의해 발생하는 것이 부력입니다. 물을 끓이게 되면 전체적으로 끓는 것처럼 보이지만 서로 올라가고 내려가며 혼합되게 되는 것이죠. 이런 현상을 자연대류(natural convection)이라고 합니다. 끓는 냄비에 숟가락으로 휘휘 저어주고 있다면 강제대류(forced convection)이 되는 것이구요^^살짝 공식을 볼까요?q=h a dT입니다. h는 대류 열전달계수(W/m^2K)a는 면적dT는 열전달이 일어나는 표면 온도와 주변 유체의 온도 차이입니다. 자연대류의 경우 h의 값은 5~20 정도 되고요.강제 대류의 경우 20 이상이 됩니다. 즉 일정한 열량으로 발열을 하는 물체가 있다면열전달이 일어나는 면을 지나가는 유체의 속도가 빠르게 되면 h 값이 커지게 되고 표면의 온도가 떨어지는 현상을 식을 통해 알 수 있습니다.생활주변에서 대류 열전달 현상을 응용할 수 있습니다. 에어컨 설치 위치를 조정하거나, 라디에이터를 집안 어디에 두면 효율적으로 난방이 가능할지 등에 이용할 수 있을 것 같습니다. 천정형 에어컨은 이것을 잘 이용한 것인데요. 뜨거운 공기가 설치 공간 위쪽에 위치하니 그것을 빨아들이지 좋고, 빨아들인 뜨거운 공기를 차갑게 식혀 내보낼 때 천정에서 내보내주면 실내공간에 더욱 효율적으로 퍼뜨릴 수 있고, 공기도 잘 식혀지겠죠? 말이 길어졌네요.^^다음에 또 재미있게 전공 이야기해보도록 하겠습니다. 

#강제대류#대류#대류열전달#대류예#생활속대류현상#생활속열전달#열전달#유체역학#자연대류


반응형

댓글