Consider a 1.2-m-high and 2-m-wide glass window with a thickness of 6 mm, thermal conductivity k = 0.78W / m .K and emissivity  ε = 0.9 The room and the walls that face the window are maintained at 25°C , and the average temperature of the inner surface of the window is measured to be 5° C If the temperature of the outdoors is - 5° C determine (a) the convection heat transfer coefficient on the inner surface of the window, (b) the rate of total heat transfer through the window. [Cengel HT; Problem 9-27; 5th Edition]

Updated: 10 months ago
উত্তরঃ

Method:1

Radiation heat transfer between room and glass,

Q°ratiation = εΑs σTroom 4 - Tglass,in 4

Convective heat transfer between room and glass,

Q°convection = hΑs σTroom -Tglass,in 

Total Heat transfer, Q° = Q°convection + Q°ratiation

Taking the outer surface temperature of glass window, as -5°C,

(b)

the rate of total heat transfer through the window, 

Q°=TRglass=TLkAs=5-(-5)0.006(0.78)(1.2)(2)

= 3120 W

(a)

Now,  Q°convection = Q°- Q°ratiation

hAs (Troom - Tglass,in) = Q.  εΑs σTroom - Tglass,in 4

h (1.2×2)(25-5)=3120-0.9(1.2×2)×5.67×10-8 (2984-2784)

 h=60.12W/m2K

Method:2

The properties of air at 1 atm and the film temperature of (Ts+Ts)2=(5+25)2=15°C are (Table A-15)

k = 0.02476W / m°C

v=1.47×10-5m2/s

Pr = 0.7323

β=1Tf=1(15+273) K=0.003472K-1

(a)

The characteristic length in this case is the height of the window,  Lε = L = 1.2m Then,

Ra=gβ(T-Ts) Lc3v2 Pr =9.81ms2(0.003472 K-1)(25  5 K) (1.2 m)31.470 × 10-5 m2s(0.7323) = 3.989 × 109

Nu =0.825 +0.387Ra161+0.492Pr9168272= 0.825 +0.387(3.989 × 109)161+0.4920.73239168272

h =kLNu = 0.02476 W/m .°C1.2 m(189.7)=3.915 W/m2. °C

As = (1.2 m) (2 m) = 2.4 m2

(b)

The sum of the natural convection and radiation heat transfer from the room to the window is,

Q·coevection = hAs (Troom - Tglass,in) = (3.915 W/m2. aC) (2.4 m2) (25-5)°C = 187.9 W

Q·raticition = εΑs σ(Troom 4 -Tglass,in 4)

= (0.9) (2.4 m2) (5.67 × 10-8 W/m2. K4) [(25+273 K)4- (5+273 K)4] = 234.3 W

Q·boal = Q.convection + Q.ratiation

= 187.9 + 234.3 = 422.2 W

Md Zahid Hasan
Md Zahid Hasan
10 months ago
156
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews