경희대학교 기계공학과 기계공학실험 리포트 고체 열전도도 측정과 열저항 이해

소개

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목차

1. 실험목표
2. 열전도도 측정 실험 이론 및 과정
3. 측정결과
4. 그래프 작성 및 분석
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

⩥ 실험목표 :
1) 열전달 (Heat transfer)의 가장 중요한 세 가지 현상, 전도 (Conduction), 대류 (Convection), 복사 (Radiation)의 3가지 열전 메커니즘 중, 전도 현상에 대한 실험을 다루기 때문에, 전도 현상과 그로 인해 발생하는 열저항의 연관성에 대한 이해를 선행하고, 실험과정에 적용해 갈 수 있는 능력을 가진다.

2) 시편으로부터 열전도도 k 값을 측정하는 과정을 이해하며 , 이론적 과정과 실제 측정 과정은 어떻게 다른지 비교할 수 있다.

3) 측정 과정에서 생길 수 있는 문제와 , 이를 개선하기 위한 과정을 이해한다.

4) labVIEW 프로그램 통해 실험과정에서 사용한 각 함수의 역할 및 사용법을 숙지한다.

1. 열전도도 측정 실험 이론 및 과정 :

ὀ 이론

① 전도 : 물질이 움직이며 열을 전달하는 형태가 아닌, 물질이 가지고 있는 고유 내부 에너지가, 온도차이가 형성되면, 물체 내부에서 내부로 전달되거나, 접촉해 있는 물체에 전달되는 열전 메커니즘이다. 이러한 현상은 보통 고체상태에서 보다 잘 설명할 수 있으며, 이런 열전도 현상은 다음과 같은 법칙에 지배된다.
Fourier 법칙: “두 지점 사이 온도변화가 있으면, 이동하는 열량이 있다.”
여기서 k는 열전도도를 의미하며 물체를 구성하는 물질에 따라 달라지는 비례상수이다.
즉 열 이동이 발생하는 이동통로의 물질적 특징에 따라 열전달 되는 정도가 달라진다는 의미이다.

여기서 외부 에너지의 개입이 없는 1차원 흐름, 정상상태, 일정 온도 분포의 가정을 넣어 식을 단순화.
⇒ 열전달량 은 열이 지나가는 면적에 비례하고, 열 전달이 일어나는 두 지점 사이의 거리 에는 반비례 한다는 관계를 알 수 있다.
같은 가정하에서, 과정 1⇢2 까지 L만큼의 거리를 이동한 열 전달량을 식으로 표현하면.
⇒즉, 외부의 대류, 복사에너지의 개입 없는 순수한 열전도에 의한 열전달 식을 표현 할 수 있다. 그렇다면 이런 열전도 현상을 어떻게 계측해낼 수 있을까?,
⇒ 바로 저항의 개념을 도입하는 것이다.

참고자료

· 열전효과- 위키피디아 백과
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%B4%EC%A0%84_%ED%9A%A8%EA%B3%BC
· Foundations of HEAT TRANSFER sixth edition – wile
· 열전달 - Yunus A. Cengel, Afshin J. Ghajar 저 McGraw