열전달 예비레포트

목차

1. 실험목적

2. 바탕이론
1) 열전달
2) 전도
3) 대류
4) 복사
5) 열전도 방정식
6) Fin
7) Fin에서의 열전달
8) 핀의 효율
9) 핀의 유효도
10) Nusselt number
11) Reynolds number
12) Rayleigh number
13) Grashof number
14) Prandtl number

3. 실험 방법
1) 실험 기구
2) 실험 시 주의사항
3) 실험 방법

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 서로 다른 재질의 금속 봉에 열을 통과시켜보며 열 유동 방향으로 금속 봉 내부의 온도 구배와 열전달량을 측정하고, 이에 따른 금속의 열전도 계수를 구하여 열전도 및 확장된 표면(Fin)에서의 열전달 개념에 대해 이해한다.
- 자연대류 상황 강제대류 사이의 차이점을 이해하고 강제대류가 발생할 때 유체의 레 이놀즈 수와 열전달 계수 사이의 관계를 이해한다.
- 핀(Fin)의 효율과 유효도를 구하여 핀이 열전달에 유용한지 아닌지 판단한다.

2. 바탕 이론
(1) 열전달 (Heat transfer)
열전달이란 두 물질 사이의 온도차에 의해 열이 에너지의 형태로 이동하는 현상을 말한다. 열은 항상 고온의 물질에서 저온의 물질로 전달되며, 두 물질의 온도가 같아져 더 이상의 열전달이 일어나지 않는 상태를 열평형이라고 한다. 열전달의 메커니즘은 세 가지로 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation) 가 있다.

(2) 전도 (Conduction)
전도는 물체를 구성하고 있는 분자 또는 전자가 인접한 입자와 충돌하며 상호작용을 통해 열에너지를 전달하는 열전달 방식이다. 상의 종류에 관계없이 발생 가능하나 고체상에서 주로 발생한다. 분자 사이의 경우 고에너지를 갖는 분자에서 저에너지를 갖는 분자로 에너지가 전달되어 전도가 발생하며, 전자 사이의 경우 물체 내 자유 전자가 에너지를 전달하여 전도가 발생한다. 열이 전도되는 정도는 대상 물체의 재질이나 두께에 따라 달라진다.

① 열전도계수, 열전도도 (Thermal conductivity, )
전도를 통한 열전달이 발생할 때 전도되는 물체의 열전달 능력을 열전도도 또는 열전도계수라고 하며 기호로는 를 사용하고 단위는 이다. 각각의 물질마다 열전달 능력이 다르므로 열전도도 역시 다르게 나타난다.

참고 자료

2020 2학기 단위조작이론및실험2 실험노트, 1-6p
안전보건공단 화학물질정보 MSDS
Yunus A. Cengel, “열전달 4th”, Mcgraw Hill, 213-222p, 374-383p (2012)
James R. Welty, “기초이동현상론 6th”, 범한서적, 213-214p (1966)
김무현 외 3인, “열전달”, 두양사, 48-63p (2012)
권오봉 외 8인, “쉽게 배우는 열전달”, Mcgraw Hill, 122-144p (2011)
강희찬, “실용열전달”, 사이텍미디어, 13-29p (2013)