[화학공학실험] 대류와 복사 복합 열전달 실험 결과보고서

소개

"[화학공학실험] 대류와 복사 복합 열전달 실험 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 기기 및 초자
4. 이론적 배경
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 조별토의
8. 참고문헌

본문내용

실험목적
- HT14 실험 A
자연대류가 진행되는 수평 실린더에 전력 투입량을 변화시키면서 그에 상응하는 표면온도의 변화에 대한 복합 열전도(Q복합 + Q대류)를 계산하고, 자연대류에서의 공급 전력량과 표면온도 사이의 상관관계를 구한다.

- HT14 실험 B
바뀌는 공기 유속과 표면온도에서 실린더 표면으로부터의 열전달에 의한 강제대류 효과를 측정한다.

<중 략>

2) 열
열(heat)은 두 시스템의 온도 차이로 인해 시스템의 경계를 통과하여 한 계(system)에서 다른 계로 전달되는 에너지의 형태로 정의한다. 즉 열은 고온의 계에서 저온의 계로 전달되고, 이는 두 계의 온도차에 의해서만 가능하다. 열도 일과 마찬가지로 에너지의 한 형태이기 때문에 일반적으로 일의 단위인 Joule을 사용하거나 이에 직접 비례한다. 열의 순 흐름(net flow)은 온도가 감소하는 방향으로 흐르며, 열 흐름의 메커니즘에는 전도, 대류, 복사가 있다.

3) 대류(Convection)
대류(convection)는 고체표면과 인접하여 이동하는 액체 또는 기체 사이에서 발생하는 열전달이며 전도와 유체운동이 복합된 효과로 나타나게 된다. 유체운동이 빠르면 빠를수록 대류열전달의 효과도 따라서 증가하며, 유체운동이 없는 상태라면 고체와 유체 사이에는 순수한 전도만 발생한다.
대류는 유체운동, 즉 유동의 본질에 따라 크게 강제대류와 자연대류로 분류될 수 있다. 선풍기(팬), 펌프 또는 바람과 같이 외부 요인에 의하여 유동이 발생되는 경우를 강제대류(forced convection)라 한다. ‘강제’라는 말이 붙는 이유는 외부 요인에 의해 유체가 물체 표면 위에서 강제로 이동하기 때문으로, 이때 열흐름 역시 강제로 발생한다. 한편 유체 내부의 온도변화에 의한 밀도차로부터 발생하는 부력에 의해 유동이 나타나는 경우를 자연대류(natural convection) 또는 자유대류(free convection)라 한다. 이 경우 유체는 자연순환하면서 열흐름을 일으키고, 고체표면을 따라 자유롭게 열이 이동해나간다.

참고자료

· 남영우 (2010). (최신) 화학공학실험, 숭실대학교출판부, p.149~171
· Yunus A. Çengel 외 1명 ; 유성연 등 옮김 (2012). 열전달 제4판, 한국맥그로힐, p.18, p.25~29
· Frank P. Incropera 외 3명 ; 부준홍 등 옮김 (2019). 열전달 제8판, 텍스트북스, p.6~8
· 성기천 외 2명 (2000). 화학공학실험, 사이텍미디어, p.439~443
· 윤창주 (2003). (Chemical) 화학 용어사전. 일진사, p.479
· 김무현 외 5인 (2001). 열전달, 교보문고, p.1~11
· 윤찬호 외 2인 (2009). KURT 내 열전달계수 결정에 관한 실험적 연구, 한국암반공학회지, p.508~509