화학공학실험 열전도도 결과레포트

목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험장치 및 방법

4. 실험결과
(1) 실험식 계산 과정 및 식유도
(2) 열전도도 실험 3회
(3) 열전도도 graph 3개
(4) SUS304의 열전도도
(5) 이론값과 실험값의 비교
(6) 향류 및 병류의 열전달 계수 구하기
1) 실험 data
2) 향류
3) 병류
4) 향류, 병류 graph

5. 고찰

6. 결론

7. 사용기호

8. 참고문헌

본문내용

열전도도 측정 실험에서 Fourier법칙을 사용하여 열전도도를 측정하였다. Fourier법칙의 기본관계는 열플럭스와 온도구배 사이의 비례이다. 이 비례관계에서의 비례상수는 열전도도 계수이다. 열전도도 계수의 경우 물질의 성질과 온도에 따라 변하는 성질이다. 이러한 Fourier법칙을 이용하여 구리와 SUS304로 이루어진 고체 층에서의 열전도도 값을 구하였다. 구리와 SUS304로 이루어진 고체 층을 단열하여 열전도도를 측정 하였다. Fourier법칙이 정상상태에서의 일차원흐름에서 법칙이 성립하므로 실험 장치에서 일차원적 흐름이 되게 설계하였고, 정상상태로 만들어주기 위해서 실험 장치를 가동하고 일정 시간동안 온도를 일정하게 유지해 주었다. 실험 A에서는 100℃로 설정하고 실험을 진행하였고, 오차 값은 64.64%이 나오게 되었다. 실험 B 또한 100℃로 설정하고 실험을 진행하였다. 오차 값은 71%가 나오게 되었다. 실험 C에서는 200℃로 설정하고 실험을 진행하였다. 오차 값은 71.14%가 나왔다. 이러한 오차 값을 계산하기 위해 Fourier법칙과 열전달 3가지 메커니즘인 전도, 대류, 복사의 원리를 사용하여 열전도도 실험값을 구하였다. 오차값의 원인은 실험장치의 단열정도, 냉각수의 효과, 정확한 위치에서의 온도 측정이 이루어지지 않은 점으로 생각해 볼 수 있다.

열전달계수 측정 실험 에서는 열전달 계수 측정 장치 또는 이중관 열교환기라 불리는 장치를 이용하여 향류와 병류일 때의 각각의 열전달 계수를 측정하였다. 이중관 열교환기에서 발생하는 열교환의 원리를 이해하고, 향류와 병류에서의 열전달 계수 값 차이를 측정하였다. 초기조건으로 뜨거운 유체의 온도를 70℃, 유속을 2L/min으로 설정하였고, 차가운 유체를 10g/sec의 유속으로 설정하였다. 그리고 향류에서는 뜨거운 유체와 차가운 유체의 방향이 반대로 흐르게 하였고 병류에서는 뜨거운 유체와 차가운 유체의 방향이 같은 방향이 되도록 흐르게 하였다. 그리고 이중관 열교환기에서 관에 설치되어 있는 Thermo couple를 사용해 관속을 흐르는 유체의 온도를 측정하였다.

참고자료

· Warren L. Mccabe외 2인, <단위조작>, 2005년, 맥그로힐에듀케이션코리아(주), 247~249쪽, 254쪽, 275~276쪽, 278~279쪽
· 장길홍 외 1인, <핵심 열전달>, 2013년, 보성각, 14~21쪽, 75~77쪽, 410~414쪽, 418~420쪽, 424~425쪽