[단위조작실험]열전달-예비

소개

화학공학 단위조작 실험 예비레포트 입니다.

모든 예비레포트의 실험방법은 직접 찾아보고 그렸으며,

수식 또한 모두 직접 적은 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
재질이 다른 금속 봉에 열을 통과시킬 때, 열 유동 방향으로 금속 봉 내부의 온도구배와 열전달량을 측정하여 온도구배에 따른 금속의 열전도계수를 구함으로써 열전도 및 확정된 표면(Fin)에서의 열전달의 개념을 이해하도록 한다. 금속 주변에 대류가 일어나지 않는 자연대류 상황과 대류가 발생하는 강제대류 사이의 차이점을 이해하고, 강제대류가 발생할 때 유체의 레이놀즈 수와 열전달 계수 사이의 관계를 이해한다.

2. 바탕 이론
(1) 열전달 (Heat Transfer)
온도차이를 Driving Force로 하여, 하나의 시스템에서 다른 시스템으로의 에너지 전달을 열전달(Heat transfer)이라고 한다. 열(Heat)이란, 에너지의 한 형태로 물체의 온도를 상승시키는 원인이 된다. 열전달은 열역학 법칙을 만족하며, 열역학 제 2법칙에 의해 열전달의 방향성이 존재하여, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로의 에너지 전달이 일어난다.
열전달은 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation) 세 가지 형태로 일어나며, 각각 따로 일어나는 것이 아닌 동시에 열전달이 일어난다. 즉, 열전달은 전도에 의한 열전달과 대류에 의한 열전달, 복사에 의한 열전달의 총합이다. 전도, 대류, 복사는 이 후에 설명할 것이다.

(2) 전도 (Conduction)
전도는 상대적으로 에너지를 많이 가진 입자에서 에너지를 적게 가진 인접한 입자로 입자간 상호작용에 의해 에너지가 전달되는 현상이다. 전도는 고체, 액체, 기체에서 모두 일어나며, 기체와 액체에서 일어나는 전도는 분자들이 불규칙적으로 움직이는 과정에서 생기는 분자간 충돌, 확산에 의해서 발생한다. 고체의 경우 격자모형 내부 분자에 의한 진동과 자유전자에 의해 발생한다.
매질을 통하여 전도되는 열전도는 매질의 기하학적 형상, 두께, 재질 그리고 매질에서의 온도차에 따라 다르며, 두께가 두꺼울수록, 표면적이 증가할수록, 온도차가 클수록 열전도률이 더 큰 값을 가진다.

참고자료

· Yunus A. Cengel. 조형희 외 5인 공역. “Cengel의 기본 열전달 4th”. McGrawHillEducation(2017).P2-138, P182-196
· Massoud Kaviany. “Fundamentals of Heat and Mass Transfer 3th”. New Age International(2006). P128-175