열전달 결과레포트

목차

1. Abstract

2. Experiment
1) 실험 기구
2) 실험 방법

3. Result & Discussion

4. Conclusion

5. Reference

본문내용

금속 막대(Fin)에 열이 가해졌을 때 발생하는 열전달 현상에 대해 알아보고, 이러한 열전달이 Fin의 금속 종류와 대류의 형태에 따라 어떻게 달라지는지 비교해보기 위해 본 실험을 진행하였다. 금속 막대에 열이 가해지면서 금속 막대 표면의 온도가 변화하는 것을 통해 온도 분포를 측정하고 이를 이용해 금속 막대 주변 공기의 대류 열전달 계수와 Fin의 효율, 유효도를 계산한다. 이를 각각 다른 금속, 대류 조건에서 진행하면서 그 차이를 비교한다.
Heat plate의 온도를 160℃로 예열한 후 그 위에 Thermal grease를 이용해 금속 Fin을 고정한다. 금속 Fin이 정상상태에 도달할 때까지 기다린 후 Thermo gun으로 기저부 부터 0.03m 간격으로 0.15m 지점까지 Fin의 표면 온도를 측정한다. 자연대류 조건에서의 측정이 끝나면 선풍기를 이용해 강제대류를 형성하여 선풍기의 1단과 2단 풍속에서의 Fin 표면 온도를 측정한다. 금속의 종류를 구리, 알루미늄, 황동, 철로 바꾸어가며 실험을 진행하여 금속의 종류와 대류 형태에 따른 온도 분포를 측정한다.
실험 결과, Fin의 끝부분에 도달할수록 열전달이 감소하여 낮은 온도가 측정되었다. 금속의 종류에 따라 비교해본 결과, 열전도도가 높은 금속인 구리는 온도 감소가 가장 작았으며 열전도도가 낮은 금속인 철은 온도 감소가 가장 크게 나타났다. 대류 열전달 계수 역시 기저부에서 끝부분으로 갈수록 작은 값이 얻어졌다. 대류의 형태에 따라 비교해본 결과, 풍속의 세기가 증가할수록 Fin의 표면 온도는 크게 감소했으나 대류 열전달 계수는 증가하는 경향을 보였다. 이를 통해 대류의 영향이 증가함에 따라 외부로의 열손실이 발생해 온도 감소가 증가하는 것을 알 수 있었다.
Fin에서의 열전달률은 금속의 열전도도가 클수록, 풍속의 세기가 클수록 높았다. 반면 Fin의 효율과 유효도는 금속의 열전도도가 클수록 큰 값을 가졌지만, 풍속의 세기가 클수록 작은 값을 가졌다.

참고자료

· 2020 2학기 단위조작이론및실험2 실험노트, 1-6p
· 안전보건공단 화학물질정보 MSDS
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· 권오봉 외 8인, “쉽게 배우는 열전달”, Mcgraw Hill, 122-144p (2011)
· 강희찬, “실용열전달”, 사이텍미디어, 13-29p (2013)