열전달 결과보고서(학부 실험)

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최초 등록일
2018.06.17
최종 저작일
2017.11
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목차

1. 서론
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과 및 분석
5. 고찰
6. 결론

본문내용

실험 요약 (Abstract)
본 실험은 두 가지 실험으로 구성되어 있다. 첫 번째 실험은 열전도도 실험으로, 구리와 SUS 304가 복합적으로 접합되어 있는 시료의 각 지점에서의 온도를 측정하고 이를 Fourier 법칙의 변형을 통해 얻은 식에 대입하여 최종적으로 SUS 304의 열전도도를 계산하는 것이다. 두 번째 실험은 열전달 계수 실험으로, 이중관 열교환기에 뜨거운 유체와 찬 유체를 한 번은 향류, 한 번은 병류로 흐르게 함으로써 나타나는 온도 양상을 이용하여 열 교환기의 열전달 계수를 구하는 것이다.
열전도도 실험에서는 단열 조건에서 정상상태에 있다고 가정하였기 때문에, 시료의 한 쪽에서 다른 쪽으로 열이 이동할 때 열이 소모됨 없이 모든 양이 전달된다고 놓을 수 있었다. 초기 설정 온도를 100℃로 했을 때 2번, 200℃로 했을 때 1번, 실험을 총 3번 진행하였으며 실험 결과를 토대로 한 거리-온도 그래프를 살펴보면 구리 부분에서의 기울기는 일정하게 유지되다가 SUS 304 부분에서 기울기가 급격히 가파르게 되는 변화를 보이게 되는데, 이는 SUS 304의 열전도도가 구리에 비해 낮아 상대적으로 구리에 비해 열을 전달하는 능력이 떨어져 거리에 따른 온도 변화가 크다는 것을 의미한다. 최종적으로 구한 SUS 304의 열전도도를 보면 실험 A, B에서 각각 19.17 / 18.68, 실험 C에서 8.76을 얻었으며 이론값과 비교하였을 때의 오차는 각각 110 / 104 / 7.5% 가 나왔다.
열전달 계수 실험도 역시 외부(대기)와의 열 출입이 없는 조건과 정상상태에서 이루어진다고 생각했다. 뜨거운 유체와 찬 유체의 유량을 일정하게 유지한 상태에서 유체가 향류로 흐를 때와 병류로 흐를 때 열 교환기 내의 여러 위치에서 측정한 온도를 이용하여 열전달계수를 구하여 서로 비교해보았다. 실험 결과를 살펴보면 열전달계수는 유체가 향류로 흐를 경우가 병류로 흐를 경우에 비해 더 큰 값을 갖는다. 또한 향류일 경우 대수평균온도차가 병류에 비해 큰 값을 갖는다. 이로 인해 열 교환기는 향류일 경우가 병류일 경우에 비교하여 효율이 높다고 할 수 있다.

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없음
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