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운동량과 열전달

운동량과 열전달

  • 전흥신
  • |
  • 경문사
  • |
  • 2019-10-01 출간
  • |
  • 588페이지
  • |
  • 188 X 257 mm
  • |
  • ISBN 9791160732818
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출판사서평




열기관이나 유체기기와 같은 에너지변환장치 및 산업플랜트는 운동량 혹은 열전달이 나타나고, 심지어는 이들 현상이 동시에 나타나기도 한다. 이들 장치나 플랜트의 효율적인 설계를 위해서는 운동량전달 및 열전달에 대한 정확한 이해와 해석능력이 필요하다. 운동량전달, 열전달 및 물질이동은 모두 동일한 수학적 모델로 표기되고 동일한 방법으로 해를 구할 수 있다. 그러나 현재 기계공학전공 교육과정에서는 유체역학, 열전달로 별개의 과목으로만 지정되어 있다. 저자들은 운동량과 열전달의 보다 깊은 이해를 위해서 이것들을 통합하여 가르칠 필요성을 느껴 본서를 저술하게 되었다. 이것은 모든 교과과정에 기초이론의 강화를 추구하는 공학교육인증(ABEEK) 프로그램의 목표이기도 하다.

제I편은 운동량 및 열전달 입문으로서 3장으로 되어있다. 제1장은 운동량, 열 및 물질이동에 대한 속도방정식의 설명과 이것들이 모두 동일한 수식으로 표현되어 동일한 방법으로 해를 구할 수 있음을 기술하였다. 제2장은 기체를 대상으로 이동현상의 미시적 유사성을 설명하고, 이동계수에 미치는 영향 및 이동계수의 예측방법을 기술하였다. 제3장은 실제 이들 현상을 지배하는 난류와 경계층에 대해 자세히 기술하였다.
제II편은 운동량전달에 대한 기초이론과 실용적인 유체공학문제를 다루었다. 제4장은 이동현상의 기초가 되는 유체 유동의 기본식과 차원해석 및 이동현상의 상사를 기술하였다. 5장 내부유동에서는 수도관, 송유관 등의 배관시스템의 설계를 위하여 관 벽면에서의 마찰손실 및 관로의 형상 변화에 따른 유동손실이 압력강하에 미치는 영향, 즉 압력강하를 마찰계수와 관련시켜 설명하였다. 제6장 외부유동은 유체 속에 잠겨있는 평판, 구, 원기둥 등에 작용하는 힘을 항력계수 또는 양력계수와 관련시켜 설명하였다. 즉 운동량 전달은 내부유동에서는 마찰력으로, 외부유동에서는 항력과 양력으로 나타남을 기술하였다.
제III편은 열전달에 대해 기술하였다. 제7장은 정상열전도 및 비정상열전도에 대하여, 제8장은 대류열전달, 즉 강제대류 열전달, 자연대류 열전달 및 상변화를 동반한 열전달에 대하여 설명하였다. 대류열전달률의 정확한 평가 여부는 대류열전달계수를 정확히 구하는 문제와 또 이를 위해 대류열전달계수에 미치는 유동특성에 대하여 기술하였다. 제9장은 주위에서 가장 많이 사용되는 컴팩트 열교환기의 해석 및 설계를 중심으로 기술하였다. 열교환기는 온도가 다른 두 유체가 고체 벽면을 경계로 열에너지가 대류 ? 전도 ? 대류에 의해서 전달되므로, 이들 모든 요소들을 감안한 총열저항 또는 열관류율(총합열전달계수)을 비롯하여 열교환기의 설계를 위한 대수평균온도차(LMTD)법 및 온도효율-이동단위수법에 대하여 기술하였다.
제IV편은 화학반응이 일어나지 않는 경우의 물질이동의 기초를 비롯하여 물질이동에 관한 식, 강제대류를 동반한 물질이동 및 계면을 통한 물질이동에 대하여 기술하였다.
본서는 제II편의 내용으로 유체역학, 제III편의 내용으로 열전달, 제I편의 내용으로 대학원생 교재로 사용할 수 있을 것이다. 단 유체역학 교재로 사용하기 위해서는 유체역학 입문과 유체 정역학의 내용을 별도로 준비하면 좋을 것이다. 그리고 본서는 기계공학전공을 위해 새롭게 기술된 것이므로, 앞으로 기계공학전공 교육과정 개편 시 본서의 내용이 새롭게 포함되기를 희망해 본다.


목차


Part 1 운동량 및 열전달 입문
제1장 운동량 및 열전달의 기초
제2장 이동물성
제3장 난류, 경계층

Part 2 유체역학
제4장 유체의 운동
제5장 내부유동
제6장 외부유동

Part 3 열전달
제7장 열전도
제8장 대류 열전달
제9장 열교환기

Part 4 물질이동
제10장 물질이동

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