기계 공학 실험 복사 열전달 실험

소개

기계공학실험_복사 열전달 실험 입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 실험 배경
① Stefan- Bolztmann 의 법칙
② 흑체
③ 방사율(emissivity)
④ 형상계수
3. 실험 과정
I. Stefan-Boltzmann의 법칙
II. Emissivity 측정 (polished plate)
III. 복사체로부터의 거리와 복사에너지와의 관계
4. 실험 결과
5. 실험 결과 분석 및 고찰
I. Stefan-Boltzmann의 법칙
II. Emissivity 측정 (polished plate)
III. 복사체로부터의 거리와 복사 에너지와의 관계
 고찰

본문내용

실험 목표
: 전도, 대류, 복사, 여러 가지 형태의 열전달 중 복사는 유체나 고체 등의 중간 매질을 거치지 않고 공간 내에서 빛이나 전자기파의 형태로 열이 전달되는 것을 말한다. 이러한 복사를 통한 열전달은 태양 에너지, 전열기, 난로 등 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는데, 실험 기구를 이용해 측정한 열전달률로부터 Stefan-Boltzmann의 법칙을 증명해보고, polished plate의 emissivity를 측정해 다른 표면 성질을 가질 때 복사에 미치는 영향을 알아본다. 또, 일정한 표면 성질에서 거리에 따른 열전달률의 차이를 측정하는 실험을 통해 거리와 열전달률과의 관계에 대해서도 알아본다. 위 세 가지의 실험을 수행하고, 결과를 분석하고 고찰하여 복사 열전달에 관한 이해를 돕는 것이 실험의 목표가 될 것이다.
실험 배경
Stefan- Bolztmann 의 법칙
: 이상적인 복사체인 서로 다른 두 개의 흑체 표면에서 복사에 의한 참 열유속은 다음과 같다.
: 단위 면적당 흑체 표면의 방사 에너지()
ztmann 상수 ( )
: 두 흑체 표면의 절대 온도(K)
흑체
: 지를 완전히 흡수하여 emissivity=1인 가상적인 물체를 말한다. 즉, 복사에 관한 이상적인 물체로서 동일한 온도에서 최대의 복사에너지를 방출하며 또 외부에서 도달한 복사에너지를 최대로 흡수한다. 그리고, 다음과 같은 성질이 있다.
흑체는 복사의 파장과 방향에



고찰
: 실험에 대한 오차 요인 외에 세 개의 실험 상황을 전체적으로 봤을 때, 오직 복사에 의한 열 전달을 관찰하려면 ‘진공상태에서 실험을 했어야 하는 것이 아니었나’ 하는 생각이 들었다. 복사 열전달에 비해 그 양이 미미하겠지만 진공 상태가 아니라면 plate의 열에 의한 자연대류나, 사람들의 움직임으로 인한 강제대류에 의한 열전달도 일어날 수 있기 때문이다. 또, heater의 성능이 뛰어나지 않은 것도 실험 결과에 영향을 미쳤을 것으로 생각한다. 실험기기와 사람의 눈으로 측정하는 한계 때문에, 정상상태에 이르지 못했을 때 실험이 이루어졌을 가능성이 크다.
이번 세 실험은 복사 열전달에 관한 여러 가지 이론들을 직접 수행함으로써 이들을 증명하고 이해를 돕기 위한 것이었다. 먼저 첫 번째 실험에서는 실험으로 구한 열전달률과 계산식에 의한 열전달률의 비교를 통해 Stefan-Boltzmann의 열 복사 법칙을 증명하는 것이었는데, 비교적 만족할만한 오차 범위 내에서 측정, 계산하고 증명할 수 있었다. Emissivity를 측정하여 plate의 표면 성질에 따른 열 복사

참고자료

· 없음