열전도도 및 열전달계수 측정 [결과]

소개글

열전도도 및 열전달계수 측정 결과 보고서 입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 방법
3. 실험 결과
4. 고찰

본문내용

4. 고찰

이번 실험은 고체와 유체에서의 열전달을 파악해 열전도도와 열전달 계수를 측정하는 실험이었다. 실험을 통해 열전달과정의 이론적 개념을 보다 정확히 이해할 수 있었고, 열의 흐름들 중 하나인 전도와 대류의 특성도 알 수 있었다. 또한 오차의 분석과정을 통해 실제 열전도도와 열전달 계수는 어떠한 요인에 의해 영향을 많이 받는지도 알게 되었다.
특히 열전도도를 구하는 실험에서는 열전도도를 모르는 미지의 물질 SUS 304라는 물질을 우리가 알고 있는 금속과의 접합과 온도 측정을 통해 푸리에 방정식을 적용해 열전도도를 구할 수 있는 데이터를 마련하였다. 열전도도 측정 실험은 100℃, 200℃, 다시 100℃ 이렇게 세 번 하였고, 거리에 따른 온도 변화를 그래프로 그린 후 직선 내삽을 통해 온도 격차를 추정하여 ,를 구하였다. 최종적으로 얻어진 열전도도는 이론값과는 대략 70% 때의 오차율을 나타내게 되었는데 이러한 오차의 원인을 보면 다음과 같다.
먼저 실험하는 조건이 완벽하게 단열이 갖춰지지 않았다. 단열 공정이어야지만 측정 할 때의 온도를 제대로 신뢰할 수 있겠으나 실험에서는 온도 측정할 금속을 덮은 물질이 완벽하게 단열을 수행했다고 볼 수 없었다.
또한 온도 측정에서 시간에 따라 금속의 온도가 조금씩 변하는 것을 볼 수 있었다. 이는 일정 부분에서 그 온도가 정확하다는 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 원인이다. 온도 눈금도 소수점이 아닌 정수로 표현되어 있는 점도 온도를 정확하게 표현이 되지 않는다는 점에서 오차의 원인이라고도 볼 수 있다.
실험에서 정상상태로 가정하고 Fourier 법칙을 이용하여 열전도도를 구하게 되는데 정상상태는 특정 지점에서 시간에 따른 온도변화가 없다는 것이다. 하지만 실험에서는 SUS 304가 있는 구간을 제외하면 구간마다 30mm의 간격이 있었고 온도 측정은 각 지점의 끝 부분에서만 확인하였기 때문에 오차의 원인으로 작용할 수 있다.
열저항에 의해서도 오차는 발생하였는데 실험에서는 구리와 SUS 304사이에 열저항이 없다고 가정했었는데 실제에서는 접촉 열저항이 존재하게 된다. 또한 접촉면의 두께를 고려하여야 하나 우리가 열전도도를 구하는 과정에서는 그렇게 하지 않았다. 따라서 오차의 원인으로 작용하게 되었다.

참고 자료

없음