[기계공학실험]증기 압축식 열펌프 성능 실험

소개글

본 실험에서 사용할 장치는 MECHANICAL HEAT PUMP는 냉매 Tetrafluoroethane, CH2FCF3 ( R-134a )를 사용하며 그 개략도와 기본 사양이 <그림 5> 과 <표 1>에 나 타나있다. 각종 측정값은 각 위치에 부착된 계측기에 의하여 측정할 수 있으며 냉각수 유량, 냉매 유량, 응축압력, 증발압력, 압축기 입/출구 온도, 응축기 출구온도, 증발기 입 구온도, 냉각수 입/출구 온도를 측정한다. 실험의 안전을 위하여 모든 부품은 접지되어 있으며, MCB (miniature circuit breaker)를 기기 앞 패널에 부착하여 회로의 단절이나 접지의 단절로 인해 과부하가 발생하면 자동적으로 회로를 차단한다. 이러한 전기 안전 장치는 전원이 안정되면 다시 재가동한다. 고압안전장치는 고압 제어기가 설치되어 응축 압력이 1500 kPa을 넘게 되면 압축기의 전원이 차단되었다가 800 kPa이하로 되면 재 가동한다. 이 장치는 220 V전용이다.

목차

1.실험 제목
2. 실험 목적
3. 기본 이론
4. 실험 장치
5. 실험 순서
6. 실험 결과 및 토의

본문내용

1.실험 제목
; 증기 압축식 열펌프 성능 실험

2. 실험 목적
; 증기 압축식 열펌프의 구성 및 원리를 이해하고 열원의 온도변화 및 난방 용량의 변화 에 따른 증기 압축식 열펌프의 성능변화를 측정한다.

3. 기본 이론
3.1 열역학 제1법칙 (the first law of thermodynamics)
; 열이 에너지의 한 형태라는 사실에 기초를 두어 이제까지 역학적 에너지 계에만 국한 해서 생각해 오던 에너지보존법칙을 열 현상에까지 확장한 법칙이다. 즉, 열과 역학적 에너지를 동등한 입장에서 다루며, 이 2가지 형태의 에너지를 합한 에너지의 보존법칙이 다. 어떤 형태의 에너지가 다른 형태의 에너지로 바뀔 수는 있으나, 스스로 생성되거나 소멸되지는 않는 것을 말한다.
어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는 외부에 서 작용한 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량 Q의 합W＋Q와 같은데, 이 값은 초기 상태와 나중상태만으로 결정되며 변화과정과는 상관없는 양이다. 이 W＋Q는 두 상태량 의 차와 같으며, 이를 내부에너지라고 한다. 외부에서 열이 들어오지 않고 일도 받지 않 았다면, 그 물질계의 에너지는 변하지 않는다. 따라서 물질계의 에너지를 감소시키지 않 고 외부 일을 할 수 있는 장치인 제1종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다.

3.2 열역학 제2법칙 (the second law of thermodynamics)
; 열역학 제 1법칙은 에너지가 보존된다는 것을 나타낸다. 그러나 에너지는 보존되지만, 자연계에서 실제로 일어나지 않는 많은 과정들이 있다. 예를 들어 차가운 물체에 뜨거운 물체를 접촉시키면 뜨거운 물체에서 차가운 물체로는 열이 전달되지만, 반대의 과정은 자발적으로 일어나지 않는다. 만약 열이 차가운 물체에서 흘러 나와 뜨거운 물체로 흘러 들어간다고 하면 에너지는 보존되어 열역학 제 1법칙은 만족한다. 그러나 자연현상에서 이러한 일은 일어나지 않는다. 이러한 비가역성을 설명하기 위해 19세기 후반의 과학자 들은 열역학 제 2법칙이라는 새로운 원리를 발표하였다. 이 법칙으로 자연계에서 일어나 지 않는 과정이 어떤 것들인가에 대한 설명이 가능해졌다.
열역학 제1법칙이 과정 전과 후의 에너지를 양적(量的)으로 규제하고 있는 데 비하여, 제2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 따라서 이 법칙에 의하 면 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그 외 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관인 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다.

참고 자료

없음