부산대학교 기계공학응용실험 열전달 실험

목차

1) 전도 열전달 실험
1. 실험목적 및 이론
2. 실험장치 및 방법
3. 실험결과 및 분석

2) 자연대류와 강제대류 열전달 실험
1. 실험목적 및 이론
2. 실험장치 및 방법
3. 실험결과 및 분석
4. 결론 및 고찰
5. 참고문헌

3) 복사 열전달 실험
1. 실험목적 및 이론
2. 실험장치 및 방법
3. 실험결과 및 분석

본문내용

고체를 통한 열전달은 물질의 특성에 따라 성능이 달라진다. 즉, 같은 크기의 나무막대와 금속막대를 뜨거운 물체에 같다 대어도 손으로 느껴지는 뜨거운 정도는 다르다. 이는 열을 전달시키는 물체의 능력이 다르기 때문이다. 이러한 능력을 나타낸 지표가 열전도계수(thermal conductivity)이다. 벽돌이나 스티로폼 같이 열전도계수가 작은 물질은 단열재로 쓰이며, 구리 혹은 다이아몬드와 같이 열전도계수가 큰 물질은 열확산체로 사용된다. 열전도계수는 물질의 고유한 특성 값으로서, 열전달이 수반하는 기기의 설계 시 중요한 인자이다.

<중 략>

- 자연대류와 강제대류 열전달의 두 가지 실험으로 유속과 판의 형상을 바꾸면서 대류 열전달 현상을 이해하고 대류열전달계수 h를 구해보았다. 교재의 자료에서 자연대류에서 기체의 열전달계수는 2~25이고 강제대류에서의 열전달계수는 25~250이라고 명시되어있다. 실험 결과와 비교해보면 표의 자료와 거의 일치한다는 것을 확인할 수 있다. 외력이 작용하는 강제대류는 유속이 빠르기 때문에 레이놀즈수가 커지고 그에 따라 누셀 수도 커지면서 열전달계수도 증가한다.

<중 략>

① 그림 3과 같이 실험 장치를 구성한다.
② 복사열원 앞에서 만큼 떨어진 거리에 흑색 금속판을 설치한다.
③ 위치에 복사계와 금속판을 고정시킨다.
④ 출력조절을 max부터 5까지 감소시키며 정상상태에서 금속판의 표면온도()와 복사계의 수치()를 기록한다.
⑤ 흑체복사의 복사능(emissive power)과 실제 표면(회체)에서 실험한 데이터를 비교하여 실험에 사용된 금속판의 평균 방사율을 구한다.

위 결과를 보면 거리가 증가할수록 복사계가 받는 복사열량이 감소하면서 열전달률도 떨어지는 것을 확인 할 수 있다. 이것으로 열복사의 강도는 거리의 제곱에 반비례한다는 ‘복사강도 역제곱의 법칙’을 확인할 수 있다.

참고자료

· 기계공학실험교재편찬회, 기계공학 응용실험, 청문각, 2009
· 네이버 지식백과, http://terms.naver.com/ (Oct 1, 2014)