[화학공학실험 보고서 만점] 반경 방향 열전도 실험 결과보고서

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본문내용

실험제목: 반경 방향 열전도 실험

실험목적
1. HT12C 실험 A
원통형 벽에서 반경 방향으로 열이 전달될 때 정상, 상태에서 온도 분포를 파악하고 전열량 변화가 위치별 온도에 미치는 영향을 설명한다.
2. HT12C 실험 B원통형 벽에서 반경방향으로 열전달이 진행될 때 비정상상태에서 열전달 현상을 관찰(unsteady state)한다.

기기 및 초자
HT10XC Heat Transfer Service Unit
HT12C Computer Compatible Radial Heat Conduction Accessory

이론적 배경
1) 열
- 두 종류의 시스템이 존재할 때 하나의 계에서 다른 계로 온도의 차이
때문에 계의 경계를 통과해 전달되는 에너지를 말한다.
- 높은 온도→ 낮은 온도의 계로 열이 전달되며, 이때는 두 시스템의 온도 차이로만 가능하다.
- 열(일과 같은 에너지의 한 모습으로 대게 joule (일의 단위)을 이용하고 이와 비례하는 것을 확인할 수 있다.
- 열의 net flow 가 흘러가는 방향은 온도가 감소하는 방향이며, 열 흐름 mechanism에는 전도와 대류, 복사가 있다.

A. 전도 열전달
- 전도는 고체,액체,기체에서 (유동 중이더라도)모두 일어날 수 있으며, 전도 메커니즘으로는 분자 간 충돌 혹은 자유 전자 (금속의 경우)를 통하여 일어나게 된다.
- 온도 차이에 의해 발생하는 열의 이동 방법, 한 끝지점에서 다른 끝 지점으로 열이 직접 전달됨.
- 근처에 있는 분자간의 에너지와 엔트로피를 전달하는 것으로 생각할 수 있음.

B. 대류 열전달
- 가열이 된 유체가 이동하는 현상
- 우체 내부에서 온도가 달라 차이가 발생되면 밀도의 차이로 인해 순환 운동이 나타나며, 이 때문에 열이 움직이는걸 말함.
- 고체 표면과 운동 유체 간에 비규칙한 분자의 운동과 유체의 거시적인 움직임으로 나타냄

참고자료

· 남영우. (2010). (최신) 화학공학실험 (pp. 129-144). n.p.: 숭실대학교출판부. 성기천. (2000). 화학공학실험 (pp. 417). n.p.: 사이텍미디어.
· Claus Borgnakke, Richard E. Sonntag. (2015). 열역학 제8판(pp. 88,143). n.p.: 텍스트북스.