푸리에 수 (Fourier Number) 계산

푸리에 수 (Fourier Number) 는 열전도율 과 열에너지 저장율의 비율이며, 비정상 상태 물질 전달 연구에 사용되는 무차원 수 이다.

 

아래 식과 같이, 열전달에 대한 푸리에 수는 열 확산율과 특성 시간의 곱을 특성 길이의 제곱으로 나눈 값과 같다.

 

(식 1) Fo = conduction transport rate / thermal storage rate = αt / L²

 

확산 과도 물질 전달의 경우 푸리에 수는 다음과 같이 정의한다.

 

(식 2) Fo = diffusion transport rate / mass storage rate = Dt / L²

 

여기서,

Fo = 푸리에 수

α = k / Cp-ρ , 열 확산율, thermal diffusivity (m²/s)

D = 확산 계수, diffusion coefficient (m²/s)

t = 외부 조건이 변화하는 특성 시간 (s)

L = 전도가 발생하는 특성 길이 (m)

이다.

 

* 푸리에 수의 의미

- 재료나 물체 내에서 열전도율과 열 저장율 사이의 균형을 나타낸다.

- 푸리에 수가 높을수록 물체를 통한 열의 전달이 더 빠르다는 것을 의미한다.

- 푸리에 수가 낮을수록 물체 내에서 열이 전달되는 속도가 느려진다.

 

결과값 선택 : 푸리에 수 열 확산율 특성 시간 특성 길이

열 확산율, α (m2/s) :

특성 시간, t (s) :

특성 길이, L (m) :

     

푸리에 수, Fo:

 

* 참고 자료

1. 열확산계수 (Thermal diffusivity) 계산