전산열유체 실험 및 열전도계수 측정

소개

전산열유체 실험을 통한 열전도계수의 측정 및 열전달에 관한 기본적인 조사를 실시하여 작성한 레포트

목차

1. 실험과정
2. 실험에 필요한 가정
3. 실험결과

3. 결과분석 및 토의

4. 관련조사

본문내용

1. 실험과정
① SUS304 시험 시편의 열전도 계수를 측정하기 위하여 주어진 열전도계수를 알고 있는 구리사이에 부착시킨다.
② 전체시편(구리 + SUS304) 위쪽 부근에서는 150도의 열을 일정하게 가해주고, 아래부근에서는 약 20도의 냉각수(물)를 일정하게 흘려보내어 온도를 유지시킨다.
③ 시스템이 정상상태에 도달했을 때, 구리와 SUS304 시편에 10개의 부근(T1 ~ T10)의 온도를 측정한다.
④ 실험의 오차를 줄이기 위해 다시 한번 위의 과정을 반복한다.
⑤ 측정한 값을 확인하고, Fourier 식을 이용하여 전체시편에 열전달률 Q를 구하고 이를 통해 구리와 시편 SUS304사이의 온도(T4` T5` T6` T7`)을 구한다.
⑥ 구리와 시편 SUS304 사이의 온도변화를 통해 시편 SUS304의 열전도계수를 구한다.

2. 실험에 필요한 가정
① 1차원 정상상태이다.
② 실린더에 반경방향으로의 열전달은 없다. (단열상태)
(실린더 안에서 외부로의 열전달 없다.)
③ 외부로부터 실린더로의 열전달은 없다.
④ 각 지점에서의 열전달률은 같다. (시스템 전체의 열전달률 일정)
⑤ 구리와 SUS304 시편에 4구간의 접촉 열저항은 같다.

3. 결과분석 및 토의

구리에서 시험시편 SUS304으로의 열전도현상에서 온도가 크게 떨어지면서 열이 전달되는 것을 실험을 통하여 알 수 있었다. 또한 구리에서 시편 SUS304으로의 열전달 과정을 통해 시편 SUS304의 열전도계수 k = 11.0218 m2 ℃ / W 임을 계산 과정을 통하여 알아낼 수 있었다.
실험을 반복할 때마다 다른 결과 값이 측정되는 이유로는 온도 측정 시 정상상태에 도달하는 시간 및 기준이 실험 시 마다 달라질 수 있으며, 두 번째로 접촉면이 일정하지 않아 접촉면 사이에 공기가 존재할 수 있으며, 실험에 사용된 시료와 단열재가 오래되어 녹이 슬어 있을 가능성이 있다. 또한 시편을 단열시켰지만 100% 완벽하게 단열이 되지 않아 외부로부터의 열전달이 일어났을 수도 있다. 따라서 좀 더 정확한 값을 알아보기 위해서는 더 좋은 재료를 이용하여 많은 반복실험을 거쳐야 할 것이다.

참고자료

· 네이버 블로그, 지식인 등 참조