단위조작이론및실험2_열전달_예비

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
실험을 통해 서로 다른 재질의 금속봉에서 열 유동 방향을 바탕으로 온도 구배, 열 전달량을 측정하여 온도 구배에 따른 금속의 열전도계수를 구할 수 있다. 이를 통해 열전도 및 확장된 표면 (Fin)에서의 열전달의 개념을 이해할 수 있다. 금속 주변에 대류가 일어나지 않는 자연 대류 상황과 대류가 일어나는 강제 대류의 차이를 이해하고, 강제 대류가 발생할 때 유체의 레이놀즈 수와 열전달 계수의 관계를 이해한다.

2. 바탕 이론
(1)열전달
열전달이란, 두 물질 사이의 온도 차이로 인해 열이 에너지의 형태로 이동하는 현상을 말한다. 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며, 두 물체의 온도가 같아지게되면, 더 이상 열이 이동하지않는다. 이러한 상태를 평형이라고 한다.
열이 전달되는 경로는 크게 3가지로, 전도(Conduction), 대류(Convention), 복사(Radiation)이다.

Figure1.전도,대류,복사

(2)전도
전도(Conduction)는 정지상태의 고체 물체에서 위치의 변화 없이 온도차에 의해서만 열이 전달되는 현상을 말한다.
전도는 고체, 액체, 기체에서 모두 일어나며, 기체와 액체에서의 전도는 분자들의 불규칙적인 운동과정중 이들의 충돌과 확산으로 인해 발생한다. 고체의 경우 격자 모형 내부의 분자에 의한 진동과 자유전자에 의한 에너지 전달로 인해 나타나며, 전도는 주로 고체에서 많이 나타나게된다.
매질을 통해 전도되는 열의 전도율은 매질의 기하학적인 형상, 두께,재질,매질에서의 온도차에 따라 다르게 나타난다.
Fourier’s law은 전도되는 열량은 접촉한 단면적의 크기에 비례하고 거리에 반비례한다는 전도 법칙으로,아래와 같이 두께가 ,표면적이 인 평면벽이 정상상태이고, 열전도상황이라고 가정하였을 때, 벽면에서 나타나는 온도차는 이다. 따라서, 온도가 선형적으로 변화하는 경우에 온도 구배는 다음과 같다.

참고자료

· 행복지구,핀 효율(Fin efficiency), 핀 유용도(Fin effectiveness),표면 효율(surface efficiency),Tistroy
· 두산백과,두피디아,“Nusselt number”
· 행복지구,너셀 수 Nusselt number,Tistory
· Yunus A. Cengel(유성연 외 5인) “열전달 제4판”, Mcgraw Hill, p2~30, p64~77, p163~p175, p213~222, p374~383 (2012).
· 열의 전도(Heat Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation) 현상 - 기구설계 이론 17,tistroy
· 물리학백과, 한국물리학회, “열전달”
· 단위조작 이론 및 실험2,실험노트
· 단위조작 이론 및 실험2,예비세미나