[실험과목 올A+인증] 기계공학실험3 - 복사 열전달 계수 측정

소개

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목차

1. 서론
1.1 실험목적 및 개요

2. 본론
2.1 실험 이론
2.1.1 복사 열전달
2.2 관련방정식
2.3 실험장치
2.4 실험방법
2.5 용어 자료조사

3. 결 론
3.1 실험결과
3.2 결과값 도출과정
3.2.1 측정값 t1, t2 단위 변환
3.2.2 T0, TR 단위 변환
3.2.3 FRO 계산
3.2.4 평균유효 방사율 계산
3.3 거리에 따른 평균 방사율 그래프
3.3.1 분석

4. 고찰

5. 참고문헌

6. 부록

본문내용

1. 서 론
1.1 실험목적 및 개요
복사 열전달은 전자기파(Electromagnetic wave) 혹은 전자기 복사(Electromagnetic radiation)의 형태로 전달되며, 전달에 매개체가 필요하지 않는다. 또한 Stefan-Boltzmann의 열복사 법칙에 의하면 전달되는 복사열 에너지는 표면적에 비례하며, 복사체는 절대 온도의 네 제곱에 비례한다.

복사열면적을 대변하는 형상계수를 달리하면 복사열전달 출력은 달라질 것이다. 이번 실험에서는 형상계수의 차이에 따른 복사열전달의 출력이 어떻게 달라지는 지 확인할 것이다.

2. 본 론
2.1 실험 이론
2.1.1 복사 열전달
열전도는 물체와 물체가 서로 접촉하여 직접 열을 전달하고, 열대류의 경우는 매개 물질을 통해 간접적으로 열을 전달한다. 이 두 경우에 열은 열진동의 형태로 전달된다. 이에 반해, 열복사는 열원이 전자기파를 내보내고 대상이 이를 흡수함으로써 열이 전달되는 형태이다. 이러한 관점에서, 열복사는 절대 영도보다 높은 온도를 가진 모든 물질로부터 방출되는 전자기파이다. 또한 빛을 포함한 전자기 방사는 열의 전달과정에서 매개 물질을 필요치 않는다.

Fig. 1 물체와 주위 상태에 따른 복사 열전달

열원에서 나온 복사에너지는 주변에 의해서 감소될 수 있다. 진공에서 복사에너지가 전달된다면 감소는 일어나지 않는다. 반면, 공기 등의 물질들에서 복사에너지가 전달되면 감소할 수도 있다. 그러나 실내에서 작은 거리 내의 공기에 의한 복사에너지의 감소는 매우 작다. 이는 본 실험에서도 적용된다.

표면에서 방사된 복사 에너지는 크게 두 가지 요인에 의해서 차이가 발생한다. 첫째는 표면의 성질과 온도이다. 온도에 따라 복사의 크기와 파장의 스펙트럼 분포가 달라진다. 둘째는 방향성과 관련된 요인이다. 그러나 흑체의 개념을 도입하여 복사를 온도나 파장의 함수로 보고 방향에는 무관하다고 간주한다. 흑체를 확산 방사체로 간주하는 것이다.

2.2 관련방정식

Table. 1 열전달 관련 방정식
완전 흑체에서 방출되는 에너지 ()

참고자료

· 강병철, 김상명, 최정윤, 김군옥, 2010, “반사법에 의한 재료 표면의 적외선 방사율 측정에 관한 연구”, 비파괴검사학회지, 제30권 제5호, pp. 484~487
· 조규표, 2007, “핵무기 및 EMP 무기 대응방안 개념연구”, 국방과 기술, 제336호, pp. 48~50
· 임향택, 라영식, 홍강희, 송영선, 김윤호, 2014, “광자 기반의 양자정보 연구”, 광학과 기술, 제8권 제2호, pp. 6~8
· 박몽주, 2010, “전자기 차폐제 기술개발동향”, 기술뉴스브리프, 제11호, pp. 1~6