[화학생물공정실험]Combined Convection and Radiation

소개

Combined Convection and Radiation 실험 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

실험 목표
가열된 표면은 주로 Convection및 Radiation 에 의해 주변 환경으로 열을 방출하게 된다. 하지만 실제로 Convection 과 Radiation을 따로 고려하는 것은 매우 힘들기 때문에 표면 온도와 표면 유체 속도에 따른 Convection 및 Radiation을 함께 살펴보는 것이 더 유용하다. Convection 및 Radiation의 합쳐진 효과는 가열된 실린더 표면의 온도와 전기적 Power Input을 측정함으로 계산할 수 있으며 이를 이론 값과 비교해 볼 수 있다. 가열된 표면에서의 Convection은 평상시의 Free Convection, 공기의 흐름이 존재할 경우의 Forced Convection으로 일어나게 되며 Forced Convection에 의한 열 방출량은 Free Convection에 의한 열 방출량보다 더 크다. 또한 낮은 온도에서의 열 전달은 주로 Convection, 높은 온도에서는 주로 Radiation으로 일어나게 된다. 본 실험에서는 수평 실린더의 Convection 및 Radiation의 합쳐진 열 전달량을 넓은 범위의 Power Input과 표면 온도에서 구해보고 Free convection 시 Power Input 과 표면 온도와의 상관관계를 구해본다. 또한 열 방출에 있어서 Convection 과 Radiation 의 비율을 살펴보고 낮은 온도에서는 주로 Convection, 높은 온도에서는 주로 Radiation으로 열이 방출된다는 것을 각 열 전달 Mode의 Heat Transfer Coefficient (, )의 값의 계산을 통해 확인한다.
그리고, 만일 접촉해있는 두 계의 온도가 다르다면, 에너지가 온도차에 의해 이동한다. 이 현상을 열전달이라고 하며, 이 현상은 열역학 제 2법칙에 의해 설명될 수 있다. 하지만 열역학에서는 열전달도 방향성에 초점을 맞추지만, 열전달은 interaction의 종류와 구체적 내용, time rate 등의 관점에 더욱 관심이 있다. 열전달은 세 가지 interaction으로 이루어진다고 간단하게 요약할 수 있다.

참고자료

· 열전달 (개정5판), Frank P. Incropera, 박복춘 등 역, 2007, 텍스트북스
· 길잡이 열전달, 김찬중, 2008, 범한서적
· Armfield Engineering Education, http://www.armfield.co.uk/ht14_datasheet.html#technical
· National Fire Protection Association, “SFPE Handbook of Fire Protection Engineering 2nd Edition” New York, 2002.
· WH McAdams, "Heat Transmission", third edition, McGraw-Hill. New York, 1959.
· VT. Morgan, "The Overall Convective Heat Transfer from Smooth Circular Cylinders" published in TF Irvine and JP Hartnett (eds.), Advances in Heat Transfer vol. 16, Academic, New York, 1975, pp 199-269.
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