기계공학실험B 전도및대류열전달 실험 결과보고서 (2024)

목차

Ⅰ. 전도 열전달
Ⅱ. 대류 열전달

본문내용

Ⅰ. 전도 열전달
1) 실험 이론 (컴퓨터, 자필 모두 가능 - 다른 사람과 동일하지 않도록 스스로 정리 작성)

1. 열전달: 열전달은 온도 차에 의해 이동하는 열 에너지의 전달 과정을 말한다. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 되는데, 온도가 높은 곳에서 나온 에너지가 낮은 곳으로 전달되는데 이 과정에서 에너지는 보존된다. 두 물체의 온도가 같아지는 시점부터 더 이상 열이 이동하지 않는다. 이 상태를 열평형 상태라 부른다. 열이 전달되는 경로로는 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation)가 있다.

1) 전도(conduction) : 전도는 물체를 이루는 전자나 원자들 간의 충돌에 의해 에너지가 확산되는 과정을 말한다. 따라서 물질이 움직이지 않은 상태에서 물질 내부로 열이 전달되는 형태라고 볼 수 있다. 주로 고체에서 열이 이동하는 방법이 이와 같다. 온도가 다른 두 물체가 접촉한 상태에서 높은 온도의 물체에서 낮은 온도로의 물체로 일어나기도 하며, 한 물체 내에서도 온도 차이가 있어 발생하기도 한다.

2) Fourier’s Law : 전도가 진행될 때, 열전달률은 푸리에 열 전도법칙으로 표시된다. 이 법칙에 따르면 열은 온도가 낮아지는 방향으로 전달되고, 열전달률은 열전도도, 열이 전달되는 넓이, 시간, 온도 구배에 비례한다. 반대로 열이 전달되는 부분의 두께와는 반비례한다. 이때, 열전달률의 단위는 W로 적는다.

2. 열저항: 열저항은 물질의 열전달을 방해하는 성질을 말한다. 열저항이 크면 물질 내의 열의 흐름이 크지 않음을 의미한다. 접촉저항에 의한 급격한 온도의 변화는 열전도를 낮추게 한다. 이러한 접촉저항은 접촉표면의 압력과 거칠기에 영향을 받는다. 열저항은 물질의 두께와 비례하고 열전도도에는 반비례하므로 열저항은 물체의 경계면과 접촉면의 영향을 받는 경우가 많은데 이러한 접촉면 사이의 비어있는 공간이 적을수록 열저항이 작아져 쉽게 열을 전달할 수 있게 된다.

참고자료

· 없음