안녕하세요 현재 모 연구소에서 인턴을 하고있는데 내일 작은 발표를 하다보니 물어볼게 생겨서 질문드립니다.
제가 지금 의문을 가지게 된 것이 같은 열량을 다른조건으로 넣었는데 결과같이 달라서입니다. 뭐 제가 착각해서 같은 열량이 아닐수도 있지만 일단 설명시작해보겠습니다.
가로로 놓여진 원통형 물기둥이 있다고 생각합시다. 왼쪽을 inlet, 15C 물이 흘러들어가는 입구고 반대쪽면이 outlet입니다. 이 물기둥은 얇은 튜브로 감싸져있고 이튜브는 100C를 항시 유지하고 있습니다. 따라서 이 튜브때문에 가열이 일어나 outlet으로 나오는 물의 온도가 증가하게 됩니다. 이 시뮬레이션은 열역학 책의 어떤 예제문제로부터 가져온것이고, 문제에는 outlet이 45C로 나올때 평균 convection coefficient, 즉 평균h값을 구해라 입니다. 컴퓨터로 돌릴땐 거꾸로 h값과 외벽온도를 넣은다음 outlet의 온도를 확인하는 방식으로 했습니다. (예제의 정답은 h=483W/m^2*K)
그런데, 위 조건을 대입한 결과 45C가 아닌 32C가 나와서 적잖게 당황했습니다. outlet의 온도가 45C인 점을 이용해 h값의 평균값을 구하는 것과, 처음부터 h값을 평균잡아 넣음으로써 열을 가하는 방식이 다른것일까요?
그리고 h=q/dT 임을 이용해서 q=483*70 = 33810W/m^2 을 구한 다음, 그 벽면에 그만큼의 열량을 가하는 식으로 시뮬레이션을 수정해본 결과 45C가 정상적으로 나왔습니다.
왜 이런 차이가 발생하는지 지난달부터 고민해봤지만 아무래도 열역학을 제대로 수강한 적이 없다보니 실마리를 잡기가 힘드네요.
혹시 제가 시도한 방식들이 명백히 다른 방식들이라면 이유를 친절하게 알려주셨으면합니다.
읽어주셔서 고맙습니다.