[화공실험]반경방향열전도(예비)

목차

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

본문내용

실험목적
① 열전도의 원리와 이론을 익히며, 실험을 통해 열전도 측정방법, 측정기의 원리, 측정기의 조작방법을 익힌다.
② Fourier`s law를 이해하고 실험에서 구한 열전도율 k와 Table에 나와 있는 이론값을 비교해 본다.
[실험A] : 원통형 벽에서 반경방향으로 열전달이 진행될 때 정상상태에서 온도분포를 측정하고 전열량 변화가 온도분포에 미치는 영향을 연구한다.
[실험C] : 정성적으로 비정상상태에서의 열전달현상을 관찰한다.
기기 및 초자
△HT10XC Heat Transfer Service Unit, △HT12C Radial Heat Conduction,

<중 략>

◈ Fourier`s law(푸리에의 법칙)
열전도에 관한 법칙. 전도에 의한 흐름의 기본 관계는 등온 표면을 통과하는 열흐름 속도와 그 표면에서의 온도구배에 비례한다. 그리고 그 비례 계수를 열전도율이라 한다
qx : x방향에 대한 열전도율
A : 열이 들어가는 단면적
dT/dx : x방향에 대한 온도 변화율
k : 물질의 열전달계수
⇒ 적분시
두꺼운 원통의 내부와 외부 표면의 온도가 서로 다르면 반경방향으로 열이 흐르게 된다.
디스크는 연속된 층들이 직렬로 적층되어 있는 것으로 간주한다.
연속성의 관점에서 반경 방향으로 각각의 층 벽을 통과하는 전열양은 정상상태에서 같은 값을 갖는다.

<중 략>

[23.7V]
t1-t2구간 Q= 92.2W
k=-92.2*0.003/0.009*(74.8-91.9)=0.556
위의 세 그래프를 한 번에 표시하면 아래와 같다.
본래 각 세트의 실험결과를 온도와 반경에 관한 그래프로 도시했을 때, 각 실험 자료를 통과하는 부드러운 곡선을 나타내야한다. 매끄럽지 못하게 이어지는 점을 실험의 오차로 볼 수 있다.
곡선상의 임의의 점에서 접선의 기울기(온도 구배)는 디스크 가열 중심점으로부터 반경이 커질수록 감소한다. 또한 열 전달량이 증가하면 동일한 반경에서 온도구배는 증가한다.

참고자료

· 최신 화학공학실험(2010) 남영우 교수님, 숭실대출판부 / 일반화학실험 6판