열유체공학실험 - 대류열전달 실험 보고서

목차

1. 실험목적
2. 이론적 배경
3. 실험 관련 이론
4. 실험 장치
5. 주의사항
6. 실험방법
7. 실험결과
8. 고찰

본문내용

1. 실험목적
공학적인 목적을 위해 자주 사용되는 대류 열전달의 환경을 실험적으로 관찰하여 관내에서 대류현상을 이해하고 이를 모델링하여 Nusselt 수와 대류열전달 계수를 측정/ 예측하여 이해를 목표로 한다.

2. 이론적 배경
1) Newton의 냉각법칙
열전달에는 전도, 대류 및 복사의 3가지 기본적인 형태가 있다. 전도와 대류는 모두 매질이 필요하다는 점에서 전도와 구분이 된다. 고체를 통한 열전달은 고체의 분자가 대체로 고정된 위치에 머물러 있으므로 항상 전도에 의해 이루어진다. 하지만 액체나 기체를 통한 열전달은 유체 이동의 유무에 따라서 전도 또는 대류에 의해 일어나고, 없으면 전도에 의해 일어난다. 따라서 유체를 통한 전도는 정지한 유체에서 일어나는 열전달로서 대류의 한정된 경우라고 볼 수 있다.
대류 열전달은 열전도뿐만 아니라 유체의 이동도 포함하므로 복잡하게 된다. 유체의 유동이 열전달률을 향상시킨다. 이것은 유체가 이동하면서 뜨거운 유체와 차가운 유체가 서로 접촉하게 됨으로 해서 유체의 많은 부분에서 열전도율이 높아지기 때문이다. 그러므로 유체를 통한 열전달률은 전도에 의한 경우 보다 대류에 의한 경유가 훨씬 더 높게 된다. 따라서 유체의 속도가 빠를수록 열전달률도 높아진다.

<중 략>

8. 고찰
본 실험은 대류 열전달 기계를 사용해 인위적으로 온도 변화를 측정한 다음, 관의 온도와 관 외부 온도, 국소 열전달 등으로 물성치를 보간하여 알아내고, 그로부터 Reynolds수와 프란틀 수, 누셀 넘버 등을 계산해 다음 결과표로 작성했다.

이번 실험에 사용되는 Newton의 냉각법칙을 통해 유체의 유동이 열전달률을 향상시킨다는 것을 깨달았고 대류 열전달은 유체속도뿐만 아니라 유체의 물성치인 점성계수, 열전도도, 밀도, 비열에 의하여 크게 좌우되는 것을 알 수 있었다.

참고 자료

없음