[A+보고서]한국기술교육대학교 기초기계공학실험 보고서 열유체 온도측정실험

소개글

올리는 자료들은 모두 연구원님의 우수보고서 모음에 들어간 보고서들 입니다.
요구 사항을 아주 꽉꽉 눌러 담았습니다.

목차

I. 실험목적

II. 관련 이론
1. 온도와 온도계
1.1. 온도(Temperature)
1.2 온도의 종류
① 섭씨온도(Celsius temperature:°C)
② 화씨온도(Fahrenheit temerature: ℉)
③ 절대온도(Absoulte temperature)
④ 온도 간 관계식

1.4 온도계의 종류와 측정 가능 범위
-[표 1.2] 온도계의 종류와 측정 가능 범위

1.5 온도 정점

1.6 열전대 온도계
① Seebeck 효과
② 열전대의 법칙
③ 열전대의 종류
(a) 백금로듐-백금(PR)
(b) 크로멜-알루멜(CA)
(c) 철-콘스탄탄(IC)
(d) 동-콘스탄탄(CC)

④ 열전대의 결선법
(a) 기본 회로
(b) 측정점이 여러 개 있는 회로
(c) Zone-Box 회로
(d) Thermopile
(e) 평균온도 측정 회로

④ 열기전력 표
⑤ 상용 열전대 센서의 형태

1.7 측정상 오차의 보정
① 열전대의 지시 늦음
② 열전대의 오차

III. 참고 문헌

IV. 실험장치도

V. 실험방법

VI. 실험결과 및 데이터 표
6.1 측정값을 정리하여 표에 기술하라.

6.2 온도 T(°C)와 기전력 EMF(mV)이 다음과 같이 선형관계를 갖는다고 가정한다. 여기서 측정값에 대한 표준편차의 최소제곱법을 이용하여, 상수 a1와 a2을 계산하고 온도와 기전력의 선형관계식을 구하라.

6.3 위에서 구한 기전력 선형관계식(측정된 기전력값과 열기전력표의 기전력값)을 이용하여 열전대 각 타입(R,T,J,K)의 그래프를 그리고 오차에 대하여 기술하여라.

6.4 위에서 구한 기전력 선형관계식(측정된 기전력값과 열기전력표의 기전
력값)을 이용하여 열전대 각 타입(R,T,J,K)의 이론값과 실험값 그래프를 1개
의 그래프에 나타내어라.

6.5 위의 측정된 자료와 그래프를 비교하여 120°C, 200°C, 500°C에서의
열전대 기전력(EMF)을 예측할 때 확실성에 대하여 기술하라.

VII. 고찰
7.2 개인고찰

본문내용

I. 실험목적
▶ 온도는 측정대상 및 온도범위에 따라 다양한 측정방법이 있는 것을 파악한다.
▶ 실험을 통해 열전대를 사용한 온도 측정 시스템을 어떻게 구성하는지 파악하고 열전대 결선, 온도와 기전력 및 측정방법을 학습한다.
▶ 각종 온도계의 측정 원리 및 그 특성을 이해한다.
II. 관련 이론
1. 온도와 온도계
1.1. 온도(Temperature)
- 온도(temperature)는 물체의 차갑고 뜨거운 정도를 나타내는 물리량이다. 온도의 SI단위로는 캘빈(K)이 있으며, 일상생활에서는 섭씨(℃). 화씨(℉) 등이 사용된다. 1.2 온도의 종류
- 공학적으로 온도는 다음과 같이 구별되며, 아래의 관계를 갖는다. ① 섭씨온도(Celsius temperature:°C) : 스위스 천문학자 Ander Celsius에 의해 정의되었으며, 표준대기압에서의 순수한 물의 어는점인 0°C, 끓는점인 100°C를 기준으로 정해 100등분한 값을 1°C로 정했다. ② 화씨온도(Fahrenheit temerature: ℉) : 독일의 Daniel Fahrenheit에 의해 정의되었으며, 준대기압에서 순수한 물의 빙점을 32℉ 비점을 212℉로 정한 후 이를 180등분한 값인 1℉을 기준으로 정했다.
③ 절대온도(Absoulte temperature) : 기체의 분자운동이 완전히 멈추어 이상 기체의 부피가 0이 되는 온도인 –273.16°C를 기준으로 나타냈다. 섭씨눈금으로 표기할 때 켈빈(K), 화씨 눈금으로 표기할 때 랭킨(R)으로 표시한다.

<중 략>

② 열전대의 오차 : 보호관이 없는 열전대의 측온 접점은 매우 작아서 국부적인 온도의 측정에는 적합하지만 소선내의 온도 구배가 크면 피측 물체와 접점과의 사이에 온도차가 생긴다. 이와 같이 온도계 내의 열전도에 의해 외부와의 사이에 열의 출입으로 인한 측정값에 생기는
오차를 열전도 오차라 한다. 보호관을 사용하면 열전도 오차가 커지기 쉬우며 이를 피하기 위하여 보호관을 측정 대상 속에 깊이 꽂아야 한다. 기체의 온도 측정 시 금속보호관은 바깥 지름의 20배 이상, 비금속 보호관은 10배 이상으로 측정 유체에 꽂아야 한다.

참고 자료

전진은, 박운진 외 5인, 「기계공학도를 위한 열유체공학실험」, 지필미디어, 2022, pp35-55
KS C 1603 : 2016 측온 저항체
NIST PUBLIC REPOSITORY http://dx.doi.org/10.18434/T4S888
Cengel, 「Thermodynamics 9th」, McGraw-Hill, 202