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16강 핀 세타의 일반해가 이해가 되지않습니다.

작성자
ehdgns9004
작성일
2021-04-30 07:29
조회
538
핀에서 4가지 경우에 대해서 설명해주셨는데 무한히 긴 핀에서 e^(mx)부분을 생각할 필요가 없다고 하셨는데 핀에서 열이 빠져나갈 경우만 있으니까 온도 상승이 일어날 일이 없고 그렇기 때문에 뺀것인가요???

그렇다면 2. 단열 된 경우와 3.온도가 고정된 경우에서도 핀에서 열이 빠져나갈 경우밖에 없다고 생각하기에 똑같이 e^(mx) 부분을 없애야 하는게 맞지 않나요??

2번 경우와 3번의 경우에서 e^(mx)를 생각한 이유가 궁금합니다. #열전달#핀#일반해#인피니티
전체 2

  • 2021-04-30 07:49

    안녕하세요. 저도 같이 열전달 강의를 들었던 학생으로서 제 개인적인 의견을 드려보려구 합니다!

    첫번째 질문은 옳게 이해하신게 맞으신ㅊ거 같습니다.
    두번째 질문은 저도 마찬가지로 고민했었던 내용인데요! 왜 inf 핀에선 e^mx 를 고려하지 않는지는 이해가 되는데, 나머지 핀들은 왜 고려하는지..? 에대한 질문이신 것 같네요.

    Inf 핀은 L이 무한대로 감에 따라 세타_L이
    0으로 수렴하고, T_L은 T_무한대로 수렴합니다.( 세타 L = T-T_L 이므로)
    여기까지는 이해가 되실겁니다.

    그런데 단열 핀이나, 끝부분이 특정온도인 핀은 x=L에서 세타의 값이 0이 아니기 때문에 뭔가 e^(mx) 를 더해줘야 x=L에서의 0이 아닌 세타를 설명해줄 수 있지 않을까 싶네요.. (지극히 제 의견입니다.) 다시말해 지수함수 e^(-mx) 는 x가 무한대로 갈 때 세타의 극한값이 0인데(이때가 inf long핀)
    단열핀이나 특정온도 핀은 x=L 에서 세타가 0이 아니기위해 e^(mx)의 어떤 영향을 받겠구나.. 라고 개인적으로 추측했던적이 있습니다

    정확한 답변은 저도 교수님께 들어보고싶네요!


  • 2021-05-08 20:53

    안녕하세요.
    정말 좋은 질문입니다.

    위에서 kim님께서 잘 설명해주셨지만,

    여기에서의 핵심은
    - infinite long fin에서
    - L이 무한대로 갈 때
    - theta = 0 가 된다는 점입니다.

    수학적으로
    미분방정식을 풀 때
    theta(L=inf) = 0 인지 아닌지는 굉장히 큰 차이가 있습니다.

    다른 케이스의 경우
    0이라는 조건이 없기 때문에
    일반적인 미분방정식의 해를 구해줘야 하겠지만,

    Boundary Condition이
    분명하게 L = inf 일 때 0라고 한다면
    e(+mx)의 계수는 0으로 귀결됩니다.

    각기 다른 경계조건 때문에
    미분방정식의 일반해가 다를 수 있는 것이죠.
    (엄밀히 말하면, 일반해는 같지만 계수가 다른 것!)

    좋은 질문해주셔서 감사합니다.

    아울러 Kim님께도 감사합니다!


Heat Transfer, Incropera, DeWill, Bergman, Lavine, Willey

Ch. 1 Introduction
Ch. 2 Introduction to Conduction
Ch. 3 One-Dimensional, Steady-State Conduction
Ch. 4 Two-Dimensional, Steady-State Conduction
Ch. 5 Transient Conduction
Ch. 6 Introduction to Convection
Ch. 7 External Flow
Ch. 8 Internal Flow
Ch. 9 Free Convection
Ch. 10 Boiling and Condensation
Ch. 11 Heat Exchangers
Ch. 12 Radiation: Processes and Properties
Ch. 13 Radiation Exchange Between Surfaces
Ch. 14 Diffusion Mass Transfer