[기초공학실험]열전달을 통한 온도, 압력 유량측정

소개

"[기초공학실험]열전달을 통한 온도, 압력 유량측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 공학용 계측기기를 활용하여 열역학적 물성치를 측정하고 데이터를 수집한 후, 강제대류 상태의 내부유동에서 대류 열전달 현상을 이해하고, 이론적 계산치와 실험을 통해 수집된 데이터를 비교, 분석함으로써 주요 열역학적 변수들의 상관관계를 파악한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 대류열 전달
2.1.1. 고체 표면 주위에서 운동 중인 액체 또는 기체와 고체 표면 사이의 에너지 전달 방식
2.1.2. 전도와 유체 운동이 조합된 결과
2.1.3. 유체 운동이 빠를수록 대류 열전달은 크다.
2.1.4. 유체 운동이 없는 경우에, 고체 표면과 주위의 유체 사이의 열전달은 순수한 전도
2.1.5. 유체 운동은 고체 표면과 유체 사이의 열전달을 증진

2.2. 대류열전달의 종류
2.2.1. 강제대류(forced convection) : 송풍기, 펌프 또는 바람과 같은 외부 수단에 의해 유체가 관 내나 표면 위에서 강제로 유동하는 경우의 대류
2.2.2. 자연대류(free convection) : 유체 내의 온도 변동으로 인한 밀도 차에 의해 생긴 부력에 의하여 유체 운동이 일어난 경우의 대류
※ 유체 상변화를 포함하는 열전달은 비등하는 동안 증기 기포의 상승이나 응축하는 동안 액체 방울의 하강과 같은 운동이 수반되기 때문에 대류로 간주된다.

2.3. 대류 열전달률
뉴튼의 냉각 법칙(Newton's Cooling Law)에 의해

:열전달률(W), A:열전달 표면적(㎡), :표면 온도
h:대류열전달계수(W/㎡K), :표면으로부터 떨어진 유체의 온도
뉴튼의 냉각 법칙에서 열전달률은 온도차에 비례한다. 비례상수는 대류열전달계수이다.
대류열전달계수는 유체의 상태량이 아니며 실험을 통해 경험적으로 구한 계수로서 기하학적 형상, 유체 운동의 성질, 유체의 상태량 및 유체 속도와 같이 대류에 영향을 주는 모든 변수에 따라 달라진다.
※ 본 실험에서는 유체의 온도와 유량을 측정하여 고온의 열원으로부터 대류열전달을 통해 유체에 전달된 열전달률을 구하고 이를 기준으로 대류열전달계수를 도출한다.

참고자료

· 반도체 장비용 유량제어기. (한국과학기술정보원)
· 열전달 질량유량계 개발. 지대성 저. ('99 유체기계 연구개발 발표회 논문집)