[화학공학실험] 반경 방향 열전도 실험 (해당 과목 A+)

소개글

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목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 기기 및 초자
4. 이론적 배경
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 조별토의
8. 참고문헌

본문내용

실험제목
반경 방향 열전도 실험
2022년
반
5월 9일
화요일 18시
실험목적
실험 A (TH12C 실험 A) : 원통형 벽에서 반경 방향으로 열이 전달될 때, 정상상태에서 온도 분포를 파악하고 전열량 변화가 위치별 온도에 미치는 영향을 설명한다.
실험 B (HT12C 실험 B) : 원통형 벽에서 반경 방향으로 열전달이 진행될 때, 비정상상태(unsteady state)에서 열전달 현상을 관찰한다.
기기 및 초자
1) HT10XC Heat Transfer Service Unit
2) HT12C Computer Compatible Radial Heat Conduction Accessory

이론적 배경

1) 열전달 형식
- 전도 (Conduction)
인접 분자들 간의 에너지 및 엔트로피 전달 고체 또는 정지상태의 유체 내에서 이루어진다.
- 대류 (Convection)
유체가 고체 위 또는 유로 내부를 흐를 때 유체유동에 의하여 유체와 고체표면 사이의 온도차가 있는 경계층을 통하여 전달되는 형식의 열전달이다.
대류에는 자연대류와 강제대류가 있다. 자연대류는 유체유동이 유체 내의 온도차에 의해 생기는 밀도차에 의한 부력효과 때문에 일어나는 열전달이고, 강제대류는 펌프나 송풍기에 의하여 유체를 고체표면 위로 강제로 흐르게 할 때처럼 인위적인 유체유동에 의하여 일어나는 열전달이다.
- 복사 (Radiation)
가열된 표면의 방출에서 다른 표면에서의 흡수까지 전자기 복사로서 에너지 전송, 물질에서 방사되는 에너지가 전자기적인 파동에 의해 전달됨으로써 이루어진다. 전도와 대류는 매질이 있어야 이루어지지만 복사의 경우 진공상태와 같이 매질이 없는 상태에서도 이루어진다.
온도 T인 물체 표면으로부터 방사되는 에너지의 최대량은 Stefan-Boltzmann식에 의해 정의되며 최대량을 복사하는 즉 방사율 ε이 1.0인 표면을 흑체라 부른다. 이 세 가지 형태의 열전달은 아래와 같은 수식으로 정의된다.
실제 상황에서는 이들 형태가 중첩되어 나타나게 되며 이때의 전체 열전달을 총열전달율, 또는 총 열유속 등으로 부른다.

참고 자료

최신화학공학실험, 남영우, 숭실대학교 출판부, 2010, 129-133p, 140-144p.
Incropera 열전달 8th, Frank P. incropera, 텍스트북스, 2019, 2-13p.
최신열전달 2th, A. F. Mills, PERSON PRENTICE, 2003, 4-25p.