단열재란 열전도율, Thermal conductivity가 매우 낮은 물질을 칭하는 말로 열전도율을 낮추어 열이 전달되는 것을 막아 열손실을 줄이는 역할을 하는 재료를 말합니다. 하지만, 단열재의 두께가 일정 두께에 이르게 되면 오히려 열전달량이 많아져 열손실을 늘리는 결과를 만드는 데 그때의 두께를 단열재 임계 두께, Critical insulation thickness라고 합니다. 단열재 임계 두께 원리, Critical insulation thickness principle 위 그림과 같이 두께 r_i의 원 내부에 흐르는 유체의 열손실을 막기 위해서 두께 r의 단열재를 씌운 경우를 예시로 들겠습니다. 이전 포스트의 열저항 공식을 알면 이해가 쉽습니다. 평면 벽 전도의 열저항, Thermal Resi..

다공성 물질이란 비유동성 고체 물질 사이에 유체가 흐를 수 있는 구멍이 존재하여 고체와 유체의 결합으로서 이루어진 물질을 말합니다. 다공성 물질은 입자 틈 사이를 유체가 지나갈 수 있어 물질의 열전도율(Thermal conductivity) 값을 그대로 사용하기에는 유체 열전도율의 영향을 받는다는 특징이 있습니다. 기공률, 공극률, 다공성 Porosity 여러 명칭을 가지는 porosity, 기공률 혹은 공극률 혹은 다공성은 문자로는 'ε'을 사용합니다. 다공성 물질이 갖는 성질을 나타내는 상수로 전체 부피에 대한 유체의 부피를 말합니다. ‘비어있는 부피/전체 부피‘로 나타냅니다. 즉, 기공률이 큰 물질은 유체가 지나가는 양이 많다, 다공성이 작으면 지나가는 유체의 양이 적다는 의미이다. 다공성 물질의 ..

전도 방정식, Conduction equation을 기존의 x, y, z 공간 좌표계가 아닌 반지름 방향계, Radial system이나 원통 좌표계, Cylinderical coordinate에 적용하여 해당 시스템에서의 열전도와 열저항을 구할 수 있습니다. 반지름 방향계 열전도 방정식, Radial system heat conduction equation 앞선 포스트의 마지막 부분에서 언급한 원통 좌표계, 반지름 방향계에서의 열전도 방정식(Heat conduction equation)을 이용합니다. 열전도 방정식 경계조건, Heat Conduction Boundary Condition 열전도 방정식 경계조건, Heat Conduction Boundary Condition 미분방정식인 열전도 방정식을 ..

열접촉저항이란 물리적 접촉이 있는 두 개의 물질 사이에서 접촉면을 통해 열이 흐를 때 접촉면에서 다른 지점보다 열저항이 높게 형성되는 현상을 말합니다. 일반적으로 'Thermal Contact resistance' 혹은 'Interfacial resistance'라고 명칭 합니다. 열접촉저항, Thermal contact resistance 접촉 저항 현상이 일어나는 이유는 접촉면 사이의 틈, 비어있는 공간에서 열전달이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다. 전도가 잘되는 물질 사이에 빈 공간이 존재하면 매질이 공기로 바뀌기 때문이라고 이해하면 쉽습니다. 실제로 우리 눈에는 아무리 평평하고 매끈한 표면이더라도 매우 크게 확대해서 보게 되면 불균일할 수밖에 없습니다. 따라서 열의 전도와 관련된 제품을 생산 및..