기계공학응용실험 열전달

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최초 등록일
2016.11.11
최종 저작일
2016.11
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목차

1. 전도 열전달 실험
1-1. 실험목적
1-2. 실험내용 및 이론적 배경
1-3. 실험장치
1-4. 실험방법
1-5. 실험결과

2. 대류 열전달 실험
2-1. 실험목적
2-2. 실험내용 및 이론적 배경
2-3. 실험장치
2-4. 실험방법
2-5. 실험결과

3. 복사 열전달 실험
3-1. 실험목적
3-2. 실험내용 및 이론적 배경
3-3. 실험장치
3-4. 실험방법
3-5. 실험결과

4. 최종 결론 및 고찰

5. 참고문헌

본문내용

1. 전도 열전달 실험
1-1. 실험목적
고체를 통한 열전달은 물질의 특성에 따라 다른 양상을 나타낸다. 같은 크기의 물체에 같은 열을 가하더라도 온도가 다른 것은 물질마다 열을 전달시키는 능력이 다르기 때문에다. 이를 나타내는 지표가 열전달계수(thermal conductivity)이다. 열전달계수가 작은 물질은 단열재로, 높은 물질은 열확산체로 주변에서 사용되고 있다. 본 실험에서는 열이 1차원 정상상태 하에서 열 확산에 의하여 전도 열전달되는 과정을 실험해보고 전도 열전달 현상 및 전도 열전달 계수를 이해하는데 목적이 있다.

1-2. 실험내용 및 이론적 배경
1차원 전도 열전달에서 열에너지의 방향은 한 방향이며 온도의 변화도 하나의 좌표 방향으로만 일어나기 때문에 열전달 또한 한 방향으로만 일어난다. 공간의 각 점에서 온도분포가 시간에 따라서 변화하지 않고 일정하게 되면 그 상태를 정상상태(steady-state)라고 한다.
재료 내부에서 열 발생이 없고 일정한 전도율을 가지는 1차원 정상상태 전도에서 재료 내부의 온도는 열이 전달되는 방향으로 선형적으로 분포한다. 전도에 의하여 전달되는 열량()은 그 물질의 열전달 면적()에 비례하고 온도 차이()에 비례하며, 온도 차이에 해당하는 거리()에 반비례한다. 이를 식으로 정리하면 다음과 같다.

<중 략>

4. 최종 결론 및 고찰
이번 열전도 실험은 복잡한 것은 아니었지만 총 3가지 열전달 실험을 매질을 통해 열이 전달되는 시간만큼 기다려야 했기 때문 시간이 오래 걸리는 실험이었다. 첫 번째 열전도 실험은 기본적인 상식에 의해서 구리가 STS보다 열전달성능이 뛰어나다는 것을 알고 있었는데 이번 실험을 통해 정확한 이론으로 그것을 증명할 수 있게 되었다. 구리의 열전달계수가 스테인리스강의 열전달 계수보다 같은 환경에 약 23.7배 정도로 크다는 것을 확인 할 수 있었고, STS의 경우 구리보다 온도가 Steady state에 도달하기까지 시간이 더 오래 걸림을 확인 할 수 있었다.

참고 자료

기계공학응용실험, 청문각, 기계공학교재편찬위원회.

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