열음향 공진실험

목차

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
2. 실험 이론

Ⅱ. 본론
1. 실험장비
2. 실험절차
3. 실험결과

Ⅲ. 결론
1. 결과 분석
2. Thermo-acoustic application
3. 공진 현상 방지

본문내용

실험 목적
열음향 공진 실험은 열을 이용하여 음속의 진동수와 물체의 진동수를 일치시켜, 더 큰 진폭(소리)을 만들어 내는 실험이다. 음속과 파장을 통해 물체의 고유 진동수를 알아보고, 실험을 통해 얻은 값들을 매트랩으로 분석하여 소리와 압력, 주파수의 관계를 알아본다. 그리고 이러한 공진 현상을 방지하는 방법과 이용한 사례를 알아본다.

실험 이론 및 용어
1) 공진(resonance): 특정 진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 진폭이 커지면서 에너지가 증가하는 현상
2) 열음향(thermoacoustics): 온도, 밀도 그리고 음향 파장의 압력변화 사이의 상호 작용
3) 음속(speed of sound): 매질을 통과하는 소리가 갖는 전파속도이며 유체의 음속은 그 유체의 열역학적 상태량의 함수 여기서 기체상수 R은 특정 이상기체에 따라 정해진 값이고, 이상기체 비열비 는 온도만의 함수이므로, 특정 이상기체의 음속은 온도만의 함수이다

4) 진동수(frequency): 단위 시간 내에 진동이 이루어지는 횟수이며, 주기(t)와 반비 파동의 경우에는 위상의 속도를, 파장을 라고 할 때, 로 정의할 수 있다.

1.실험장비
1) Rijke Tube
Rijke tube의 중간 아래쪽에 금속망(metal mesh)이 있다. 이 금속망을 빨갛게 가열한 후, 버너를 치우면 튜브에서 큰 소리가 발생한다. 가열된 금속망을 통과한 공기가 온도가 올라감에 따라 팽창하면서 압력이 튜브 중간 지점에서 높아지고, 튜브의 상하 방향으로 공기의 흐름이 발생하여 다시 금속망을 통과하고 열을 받아 팽창을 반복하면서 튜브의 기본 공진주파수로 공진하여 소리가 증폭된다.

2) 실험 파이프(open-open ended pipe)
파이프 규격: 배관용 SUS A50(B2), Schedule 10S (OD: 60.5mm, ID: 54.9)

2. 실험 절차
① Pipe에 압력 게이지를 장착 후, 가스 밸브를 열어 버너를 작동시킨다. ② 버너를 Pipe 내부에 넣은 후 가열시킨다.

참고자료

· https://henna7love.blog.me/140191652503
· https://blog.naver.com/soclsrnwlsl/70178684012
· https://www.google.co.kr/search?q=laminar+flow+stirling+engine
· https://www.hpc.kau.ac.kr
· Thermodynamics 7th Edition