[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 Report

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험
4. 결과 및 고찰

REFERENCE

본문내용

1. 서론
* 실험목적
Fourier법칙을 이용하여 열전도도를 이해하고, 단면적이 일정한 고체 벽, 원관 벽, 여러층으로 된 고체 벽 및 중공구 벽을 통하는 열전도에 의한 열손실을 계산한다.
* 총괄적 실험내용
장치에 두 가지의 다른 두께를 가진 같은 종류의 금속을 끼우고 부터 까지 12구간으로 나누어 온도를 잰 다음 얇은 두께의 금속과 두꺼운 두께의 금속의 각각의 열전도도를 계산하고, 최종적으로 그 금속의 열전도도값을 계산한다.

2. 이론
* 열전달메카니즘
열이 전달되는 방법으로는 전도(Conuction), 대류(Convention), 복사(Radiation)의 세가지가 있다. 이번실험에 사용된 열 전달 방법은 ‘전도’이다.
전도 : 열에너지가 큰 입자(높은온도)로부터 에너지가 작은 입자(낮은온도)로 전달
격자진동에 의한 것과 자유전자의 흐름에 의한 것이 있다.
기본식 - Fourier's law
대류 : 고체 표면에 이에 접한 유체(액체 또는 기체)의 흐름 사이에서 유체입자의 충돌로 전달
기본식 - Newton's law of cooling
복사 : 원자나 분자의 전자상태가 바뀌면서 방출하는 전자파 또는 광자(proton)의 형태로 전달되므로 열전달의 중간매개체가 필요 없다. 복사에너지의 전달은 빛의 속도로 전달되므로 전달 속도가 빠르고 전공을 통과하여도 지장이 없다.
기본식 - Stefan-Boltzmann's law
: 흑체복사 (Blackbody radiation)
: 실제 물질의 표면복사
흑체(blackbody) : 최대의 복사열을 방출하는 이상적인 표면 () 동시에 도달한 모든 복사열을 흡수한다.
방사율(emissivity,) : 이상적인 경우의 최대 방사율이 1이라 정하고 복사열의 방사가 전혀 없는 경우를 0으로 정하여 실제 물체의 복사열 방사정도를 상대적으로 표시한값.
흡수율(Absorptivity,) : 표면에서 도달한 복사열의 흡수정도를 표시한 값. 클수록 복사열을 잘 흡수하는 것이다.

참고자료

· McCabe, W. L., et al, Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed.,McGraw-Hill, pp. 287~314 (2001).
· Fourier, J., The Analytical Theory of Heat Transfer, Dover (1955).
· Carslaw, H. s., and Jaeger, J. C., Conduction of Heat in Solids, Wiley (1969).
· Grober, H., Erk, S., and Grigull, U., Fundamentals of Heat Transfer, McGraw-Hill(1961).
· Unit Operations of Chemical Engineering 7/E (S/C) - McCabe, Smith, Harriott| McGraw Hill (251~254p)
· 열전달 (제2판) Heat transfer : a practical approach - Yunus A.Cengel
· http://cafe.naver.com/moodoin3.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=724
· http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-metals-d_858.html