기계공학응용실험 - 열전달 실험 결과보고서

목차

Ⅰ. 전도 열전달 실험
1. 실험목적 및 이론
2. 실험 장치 및 방법
3. 실험 측정 결과 데이터
4. 실험 결과의 분석 및 고찰
5. 결론

Ⅱ. 자연대류와 강제대류 열전달 실험
1. 실험 목적 및 이론
2. 실험장치 및 방법
3. 실험결과 분석 및 고찰
4. 대류 열전달계수의 계산 및 고찰
5. 결론

Ⅲ. 복사 열전달 실험
1. 실험 목적 및 이론
2. 실험장치 및 방법
3. 실험 결과 분석 및 고찰
4. 결론

본문내용

Ⅰ. 전도 열전달 실험

1. 실험목적 및 이론
가. 실험목적
본 실험에서는 열이 1차원 정상상태 (one-dimensional, steady-state) 조건하에서 열확산에 의하여 전도 열전달 되는 실험 과정을 수행하여 고체의 “열전도계수(thermal conductivity)"를 측정한다.

나. 이론적 배경
1차원 전도 열전달에서 열에너지의 전달 방향은 한 방향이며, 이때 온도 구배는 단지 하나의 좌표 방향으로만 존재하며, 열전달은 그(1차원) 방향으로만 일어난다. 공간에서 각 점에서 온도분포가 시간에 따라서 변화하지 않고 일정하다면, 그 시스템을 정상상태(steady-state)라 한다.
재료 내부에서 열 발생이 없고, 일정한 열전도율을 가지는 1차원 정상상태 전도에 대하여 온도는 열이 전달되는 방향으로 선형적으로 분포한다. 전도에 의하여 전달되는 열량(Q)은 그 물질의 열전달 면적(A)에 비례하여 늘어나고, 온도차이(△T)에 비례하며, 온도 차이에 해당하는 거리(△X)에 따라 반비례한다.

< 중 략 >

(2) 실험 장치
열전대 Heater Power control 장치

(3) 시편에 설치된 온도 측정용 열전대의 위치
나. 실험 방법
1차원 전도 열전달에서 실험 시편 및 시편의 좌우 각 점의 온도가 시간에 따라서 변화하지 아니하는 “정상 상태”에 도달하도록 기다려 준비된 후 측정한다.
① 냉각수의 유량을 밸브를 조절하여 선택(결정)한 후, 정상 상태에서 일정한 유량의 냉각수가 유량계를 통과하도록 조정한다.
② 전도 실험장치의 열 출력 장치를 조정(선택)하여 전력계에서 공급 열량(전력)을 맞춘 후, 계속적으로 일정 열량을 공급하기 위하여 전력계를 관찰, 조절하여 전력 공급이 일정하게 유지되도록 한 정상상태에서 측정한다.
③ 시편을 포함하여 시험 재료 좌우(총 길이 90mm), 히터 측에서 냉각기 측까지, 10mm 씩 간격으로 설치된 9개의 열전대를 통해서, 5분 정도의 간격을 두고 각 지점의 온도를 다시 측정하면서, 정상상태 여부를 판정한다.

참고자료

· Anycall 백과사전
· 네이버 백과사전
· Frank P. Incropera외 3명, Introduction to Heat Transfer 5th Ed, John Wiley&Sons, 2007
· Yunu A. Cengel, Thermodynamics an Engineering Approch 5th Edition, McGraw-Hill Korea, 2007
· 기계공학실험교재편찬회, 기계공학응용실험, 청문각, 2009