[이동현상실험] 자연대류를 이용해 얼음 녹이기(Melting of Ice by Natural Convection) 결과레포트/고찰문제 포함

소개

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

이동현상실험의 커리큘럼 중 자연대류 조건에서 얼음 녹이기 실험의 결과레포트입니다.
표지와 목차를 제외하고 총 10페이지의 분량이며 고찰문제 3개에 대한 풀이가 포함되어 있습니다!

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
(1) 열량(Quantity of Heat)
(2) Newton’s Equation
(3) 자연대류(Natural Convection)
(4) 녹아내린 얼음의 양 측정

3. 실험장치 및 준비물

4. 실험방법

5. 실험결과
(1) 실험결과데이터
(2) Grashof, Rayleigh Number에 대해 아는대로 작성하시오.
(3) m^(5/12) vs θ=t를 도시하고 비교분석 하시오.
(4) Buckingham Pi Theorem에 대해 아는 대로 작성하시오. 또한 자연대류 현상이 평판에서 L_h,μ_f,k_f,β,g_c,C_pf,h,∆T,ρ_f로 결정된다고 할 때, respect variables를 L_h,μ_f,k_f,β,g_c로 설정하고, Nu=f(Gr, Pr) 관계를 도출하시오.

본문내용

실험목적
: 여러가지 형태의 기계류에 대하여 열전달이 달라지게 된다는 열전달의 기본개념을 토대로 여러가지 형태의 얼음의 자연대류조건에서의 열전달 실험을 통하여 자연대류현상에 대한 지식을 습득한다.

실험이론
열량(Quantity of Heat)
: 열량이란 물체가 받거나 잃은 열의 양을 뜻한다. 즉, 에너지의 양으로도 해석할 수 있으며, 보통 칼로리(cal)의 단위를 사용한다. 칼로리는 1g의 물을 1℃의 온도롤 올리는데 필요한 열량이다. 하지만 이 양은 실제 온도와 외부 기압에 따라 달라지는 값이기 때문에, 조건에 부합하는 값을 구하기 위해 아래의 식이 사용된다.
Q=cm∆T (1)
식 (1)에서 c는 비열, m은 질량을 나타낸다. 비열은 단위질량만큼의 어떠한 물질을 단위 온도만큼 온도를 올리는데에 필요한 열량이므로, 비열에 물체의 질량과 증가시키고자 하는 온도차이를 곱하면 필요한 열량을 구할 수 있다.

Newton’s Equation
: q=hA∆T (2)
이때 식 (2)에서 h는 Heat Transfer Coefficient이며 주로 [W/m^2∙°C], [Btu/h∙ft^2∙°F]의 단위가 사용된다.

참고자료

· 없음