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목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험장치 및 방법
1) 열전도도 실험
2) 열전달계수 실험

4. 실험결과
1) 실험식 계산 과정
2) 열전도도 실험
3) 실험값과 이론값의 오차
4) 향류 및 병류의 열전달계수 구하기

5. 고찰

6. 결론

7. 사용기호

8. 인용문헌

본문내용

1. 서론
우리 일상생활에서 열은 마치 공기처럼 늘 곁에 존재하고 당연하게 열을 사용한다. 커피가 너무 뜨거울 때 시간이 지나면 커피가 식는다는 것, 방 안에 히터를 틀면 시간이 지나면 방 전체가 따뜻해지는 것 등 열전달의 원리를 자연스럽게 사용하고 있다. 열전달은 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation)와 같은 형태로 이루어지며 각각의 방법은 독립적으로 일어나지 않고 같이 일어난다. 이번 실험에서는 뜨거운 유체와 차가운 유체를 이중관 열교환기에 통과시켜 열전달에 의한 열전달계수를 알아보는 실험과, 구리기둥에 스테인리스의 일종인 SUS304가 심어진 기둥을 이용하여 SUS304의 열전도도를 알아보는 실험을 한다.
열전달계수 실험의 이론은 뉴턴의 냉각법칙을 바탕으로 하고 있으며, 열전도도 실험은 전도에 대한 Fourier 법칙을 이론적 바탕으로 하고 있다. 각각의 이론을 실험 전 충분히 숙지하며 이론을 통해 데이터를 분석, 계산할 때 필요한 조건들을 충분히 고려하여 실험할 수 있도록 한다.

2. 이론
1) 열전달 Mechanism(전도, 대류, 복사)
서로 다른 온도의 두 물질의 열적 접촉이 생기면 열은 고온의 물질로부터 저온의 물질로 온도가 감소하는 방향으로 흐른다. 열전달 메커니즘으로는 크게 전도, 대류, 복사로 분류할 수 있다.
(1) 전도(Conduction): 연속체 내에 온도구배에서 열은 구성성분의 가시적 이동 없이도 흐를 수 있는데, 이 흐름을 전도라 한다. 전도는 Fourier 법칙에 따르면 열훌럭스는 음의 부호인 온도구배와 단면적에 비례한다. 1차원 열흐름에 대한 Fourier 법칙은 다음과 같다.
(2) 대류(Convection): 대류는 노(furnace)로부터 뜨거운 공기가 방 안으로 유입되는 것처럼 유체의 흐름과 관련된 열의 흐름을 뜻한다. 대류훌럭스는 뉴턴의 냉각 법칙의 설명과 같이 표면온도와 유체의 온도차에 비례한다.

참고자료

· 비등온, 비단열 고정층 반응기에서의 열전달계수 산출, 안병성 외 2명, 한국과학기술연구원, 1995년, 4~5p
· 「단위조작 제 7판」 Warren L. McCabe 외 2명, McGrawHill, 2010. 247~249p, 251~252p, 254p, 275~276p
· 「단위조작 제 3판」 고완석 외 4명, 보문당, 2003. (193p, 211~213p,326~329p)
· 「화공 단위조작」 서명교 외 2명, 도서출판 대웅, 1997. (135p,457p,484~486p,717~717p)
· 「Perry's Chemical Engineer's Handbook」 Robert H. Perry 외 1명, McGrawHill, 1999, 328-354p
· 「열전달의 기초」 김찬중, 문운당, 2001, 2~5p
· 「Cryogenic data handbook」, Section7, THERMAL CONDUCTIVITY VERSUS TEMPERATURE FOR COPPER