열전도실험 기계공학실험 레포트

목차

1. 목적

2. 이론
1) 열전달 MECHANISM (전도, 대류, 복사)
2) 열저항
3) Fourier's law

3. 실험장비
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰

본문내용

본 실험을 통해 열전달의 기본법칙에 대해 알아보고, 열전대를 이용하여 온도 차이를 측정해 원리에 대해 알아보며, 열 전달율, 열 저항, 열전도율의 관계를 이해할 수 있다. 또한, 실험을 통해 1차원 정상상태 열전도 현상을 이용하여 열전도율을 계산할 수 있으며, 열전도율에 따른 온도 구배를 확인할 수 있다.

(1) 열전달 MECHANISM (전도, 대류, 복사)
열은 고열원에서 저열원으로 이동한다. 이런 현상을 열이동 또는 전 열이라 한다. 미시적 관점에서 열 이동의 현상에는 열전달과 열복사가 있다. 열전도는 본질적으로 열에너지의 확산이며, 열복사는 전자파에 의한 열에너지의 이동이다. 그러나 거시적 관점에서의 열 이동은 열전 도, 열전달, 상변화를 수반하는 열 이동, 열복사의 형태로 나눌 수 있다. 그렇지만 각각의 형태는 단독으로 이루어지는 것이 아니라 두 개 또는 모두가 복합적인 형태의 열 이동이 이루어진다.

① 전도 : 전도란 물질이 이동하면서 열을 전달하는 것이 아니라 열이 물체의 내부에서 이동하는 열전달 매커니즘을 말한다. 대부분의 고체 내부에서는 전도에 의해 열이 전달된다. 열전도는 고체의 특성에 해당되는 열전도도에 비례하여 이루어진다. 즉, 열전도가 높을수록 열이 더 잘 전달되고, 낮을수록 열전달이 잘 이루어지지 않는다.

② 대류 : 대류란 고체와 접촉된 유체 상에서 발생하는 열전달현상을 말한다. 유체가 빠르게 움직이면 대류로 인해 전달되는 열도 증가하게 된다. 대류 열전달율은 뉴턴의 냉각법칙 에서와 같이 온도차에 비례한다.

③ 복사 : 절대영도에 놓이지 않은 물체는 그 온도에 따른 열에너지를 전자기파 형태로 주위에 방사하는데, 이 방사된 전자기파 형태의 열에너지가 공간을 통해 다른 물체로 흡수되어 그 물체의 온도가 변화되는 것을 복사라 한다.

(2) 열저항
열저항은 열전달이 일어나는 물체의 열전도도에 대한 열전도의 거리로 정의된다. 즉, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
열저항을 열전달률에 대한 구동력의 비로 나타내면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

참고자료

· 없음