기계 공학 실험 열전도 실험
- 최초 등록일
- 2010.05.02
- 최종 저작일
- 2010.04
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소개글
기계공학실험_금속간 열전도도 실험 입니다.
목차
1. 실험목표(구체적)
2. 실험 배경
열전대 원리 (온도와 기전력과의 관계)
열전대 종류 (열전대 구성 재료에 따른 열전대 종류 조사)
접촉 열저항을 줄이기 위해 사용되는 Thermal grease에 대해 조사
직교 좌표계에서의 Fourier 열전도 법칙을 이용하여 3차원 전도 미분 방정식을 유도하여라.
3. 실험 결과
Data sheet의 온도 분포 그래프를 작성하여라.
측정한 데이터를 이용하여 각 재질의 열전도 계수를 구하고, 그 값을 실제 물질의 열전도 계수와 비교하여라.
단열재의 온도를 측정하고, 단열재 온도와 각 재료의 온도를 이용하여 외부로 빠져나간 열전달량을 구하여라.
각 재질의 접촉점에서의 접촉 열저항을 구하여라.
4. 토의 주제
본 실험은 1차원 열전도 상태로 가정하고 수행하였다. 본 실험의 1차원 열전도 가정이 타당한지 여부를 판단하고, 타당하지 않다면 그 이유에 대하여 논하여라.
본 실험에서 열저항을 실험적으로 구하였다. 그렇다면 본 실험과 같은 재질의 금속끼리 접촉되어 있는 경우, 실험에서 사용한 접촉 열저항을 그대로 쓸 수 있는가? 그렇지 않다면 그 이유를 접촉 열저항에 영향을 주는 인자를 이용하여 설명하여라.
고찰
- 실험에 의해 계산된 열전도계수 값과 properties of metal 표에서 보간한 열전도계수 사이의 오차 .
본문내용
실험목표(구체적)
: 재질이 다른 금속 봉을 직렬로 접합시켜 열을 통과시킬 때, 1차원 정상 상태에서 금속 봉 내부의 온도 분포전도에 대한 이론을 확인한다.
실험 배경
과의 관계)
: 열전대란 온도를 측정하기 해 2종류의 서로 다른 금속이나 반도체의 양끝을 연결하여 만든 폐회로를 말한다. 온도 변화에 따라서 두 물질의 접촉부에서 온도차에 거의 비례한 전위차가 발생하고, 이를 Seebeck Effect 라고 한다.
접점)이라고 부른다. 측온 접점의 온도가 기준 접점보다도 높은 경우, 전류가 측온 접점에서 기준 접점을 향하여 흐르는 것을 +, 다른쪽이 -가 된다.
차에 의한 에너지의 흐름이 기전력을 발생시키게 되고, 그 값을 읽어들여 온도로 나타내주는 것이다.
열전대 종류 (열전대 구성 재료에 따른 열전대 종류 조사)
K열전대(Chromel-Alumel)
: K열전대는 +쪽에 Cr을 약 10% 포함한 Ni-Cr합금(Chromel)과 -쪽에 Al, Mn을 조금 포함한 Ni합금(Alumel)을 사용한
토의 주제
본 실험은 1차원 열전도 상태로 가정하고 수행하였다. 본 실험의 1차원 열전도 가정이 타당한지 여부를 판단하고, 타당하지 않다면 그 이유에 대하여 논하여라.
: 1차원 정상상태 열전도로 가정하고 실험을 수행하였지만 엄밀히 따져서 이 가정은 타당하지 않다. 왜냐하면 단열재로 감싸주긴 했지만 완전 단열이 되었다고 보기 어려우므로, 실린더 반경 방향으로의 열손실을 고려해야 한다.
단열손실
이 이루어지기 때문에, 처음 가정한 1차원 정상상태 열전도가 아닌 2차원 열전도가 된다. 따라서 1차원 열전도의 가정은 타당하지 않으며, 이로 인해 구한 열전도 계수들의 오차가 발생하게 된다.
본 실험에서 열저항을 실험적으로 구하였다. 그렇다면 본 실험과 같은 재질의 금속끼리 접촉되어 있는 경우, 실험에서 사용한 접촉 열저항을 그대로 쓸 수 있는가? 그렇지 않다면 그 이유를 접촉 열저항에 영향을 주는 인자를 이용하여 설명하여라.
강도, 접촉면의 평편도, 접촉면의 신축성의 정도, 접촉면의 평균온도, 표면의 청결도 등 여러가지가 있기 때문에 상황에 따라 변화를 일으키기 쉽기 때문이다. 실제 상황과 가능한 비슷한 조건에서의 실험을 통해서 분석해야만 한다.
고찰
참고 자료
없음