Flask Teaching Tool

세라믹 열차폐 코팅
교육용 시뮬레이터

고온 가스에 노출된 금속 기지 위에 세라믹 코팅을 올린 뒤, 코팅 두께와 물성값에 따라 열유속과 계면 온도가 어떻게 달라지는지 서버에서 즉시 계산해 보여줍니다. 학생은 코팅 두께 변화 효과를 그래프로 확인하고 화면을 캡처해 제출할 수 있습니다.

핵심 식:
q'' = (T_hot - T_cold) / (1/h_hot + L_c/k_c + L_m/k_m + 1/h_cold)
세라믹 열저항이 커질수록 금속으로 들어가는 열유속은 감소한다.
학생 과제용 활용 예시

1. 코팅 두께를 늘릴수록 계면 온도와 열유속이 어떻게 변하는지 관찰하게 한다.
2. 금속 기지가 보호되는 이유를 열저항 개념으로 설명하게 한다.
3. 결과 카드와 그래프가 함께 보이도록 캡처를 제출하게 한다.

결과 요약

총 열저항
0.00725
m²K/W
열유속 q''
160000
W/m²
세라믹/금속 계면 온도
257.8 °C
금속 보호 성능 판단 지표
표면 온도
311.1 / 217.8
고온측 표면 / 냉각측 표면 [°C]

세라믹 코팅 두께 0.60 mm 조건에서 금속 계면 온도는 257.8°C이고, 열유속은 160000 W/m² 입니다.

서버 계산 결과 그래프

세라믹 열차폐 시뮬레이션 그래프

숙제 운영 아이디어

  1. 두께 비교: 세라믹 두께를 0.2 mm, 0.6 mm, 1.2 mm 등으로 바꿔 캡처하게 합니다.
  2. 해석 질문: 왜 코팅이 두꺼워질수록 열유속이 감소하는지 열저항 관점으로 설명하게 합니다.
  3. 설계 판단: 계면 온도를 기준으로 “어느 두께부터 금속 보호 효과가 충분한가?”를 쓰게 할 수 있습니다.
  4. 심화 문제: 세라믹 k 값을 바꿔 재료 선택 효과까지 비교하게 할 수 있습니다.