[이동현상실험] 열전도도 측정 장치(Thermal Conductivity Measuring App.) 결과레포트/고찰문제 포함

소개글

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

이동현상실험의 커리큘럼 중 열전도도 측정 장치를 이용한 실험의 결과레포트입니다.
총 13페이지의 분량이며 고찰문제 6개에 대한 풀이가 포함되어 있습니다!

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
(1) 열전도(Heat Conduction)
(2) 열전도도(Thermal Conductivity)
(3) 열저항(Thermal Resistance)
(4) Fourier’s Law
(5) 접촉저항을 고려한 열전도도 계산

3. 실험방법

4. 실험장치 및 준비물

5. 실험결과
(1) 실험결과 데이터
(2) 실험을 진행한 측정 위치에 따른 온도에 대한 그래프를 도시하고 실험에 사용된 4개의 시편에 대한 열전도도를 각각 계산하시오. 이때 열전도도가 무엇을 의미하는지 써라.
(3) (2)번 문제에서 계산한 열전도도를 단위조작 책 부록에서 금속에 대한 열전도도의 이론 값과 비교하시오.
(4) 금속과 금속 사이의 오염계수는 전도 열전달에 있어서 미치는 영향이 다소 클 수 있는 팩터이다. 오염계수에 대해 아는대로 작성하시오.
(5) 효과적인 열전달을 위한 방안에는 어떠한 것들이 있는지 알아본다.
(6) 이 실험에서 시편과 기준기둥 사이의 접촉 저항이 주는 영향은 무엇인지 알아본다.
(7) 이 실험에서 생길 수 있는 오차를 열거하고, 그것을 최소화하기 위한 방법을 열거하여라.

본문내용

1. 실험목적
(1) 일반적인 로(爐) 건설의 기초적인 계산방법을 익힌다.
(2) 로 벽에서의 열손실을 계산한다.
(3) 보온, 보냉재의 선정에 있어서의 기준을 이해한다.
(4) 화학 장치 내외의 재료 선택의 중요성을 알아본다.

2. 실험이론
(1) 열전도(Heat Conduction)
: 물질에 열을 가할 때, 물질의 이동을 수반하거나 복사에 의하지 않고, 그 열이 물질 속의 고온인 부분으로부터 저온인 부분으로 중간 물질을 통해 흐르는 현상을 말한다. 물체 중 열전도가 잘 되는 것을 양도체, 그렇지 않은 것을 절연체라고 부른다.

(2) 열전도도(Thermal Conductivity)
: 열전도 현상에 의해 열전도가 일어나는 정도를 나타내는 물질에 관한 물리적 물성치이다. 이 상수의 값이 클수록 열전도가 활발히 일어난다는 뜻이며, 주로 열 발산용으로 사용된다. 반대로 낮은 열전도도를 갖는 물질의 열전달은 높은 물질에 비해 열전달이 느리게 일어나 단열용으로 활용할 수 있다. 유리섬유나 고분자 폼과 같은 다공성 단열재는 공기를 기공 내에 잡아 가두어 대류를 없게 한다. 열전도도는 온도에 따라 다른 값을 가질 수 있으며, 이의 역수는 열 저항도라 한다. 열전도도 k는 SI 단위계에 따르면 W/m·K의 단위가 사용되며, 이 값은 Fourier’s Law를 이용하여 구할 수 있다.

<중 략>

3. 실험방법
1) 기계를 작동시킨 뒤 냉각수를 흘려보낸다.
2) 설정 온도를 지정하여 설정을 한다. (낮은 온도부터 실험을 시작)
3) 시편에 Thermal grease를 충분히 발라서 기계에 연결시킨다. 이때 시편은 4종류를 사용한다.
4) 기계에 연결시키고 고정시켜준 뒤 단열재로 기둥을 감싸준다.
5) 약 1분 정도 정상 상태가 되기를 기다렸다가 온도를 측정한다. 이때 온도는 3번 측정하여 평균값을 적용한다.

참고 자료

없음