[공학]복사열전달 실험 레포트

소개

복사열전달 실험 레포트 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 결과
4.실험 결과에 대한 고찰 및 토의

본문내용

1. 실험 목적
복사 열전달은 절대 온도의 4제곱의 차이에 비례한다는 Stefan-Boltzmann의 열 복사 법칙을 규명해 보고 거리에 따른 복사에너지와 동일한 재질의 평판에 서로 다른 표면 성질을 부여함으로써 방사율(emissivity)에 미치는 영향을 알아본다.

2. 실험 이론

2-1 Stefan-Boltzmann의 법칙
일반적으로 서로 다른 두 표면 사이의 복사에 의해 전달된 에너지는 다음과 같다.

Stefan-Bolzmann의 열 복사 법칙이라 하며 이상적인 복사체인 흑체에서만 적용할 수 있다. 흑체의 특징은 복사의 파장과 방향에 관계없이 모든 입사되는 복사를 흡수하고 주어진 온도와 파장에서 어떠한 표면도 흑체 보다 더 많은 에너지를 방사할 수 없으며 흑체에 의하여 방사되는 복사는 파장과 온도의 함수이나 방향에는 무관하다는 점등을 들 수 있다.


4.실험 결과에 대한 고찰 및 토의
⑴ 첫 번째 실험에서는 Stefan-Boltzmann의 열 복사 법칙이 잘 맞는지를 규명해보는 실험이었다. 실험결과를 살펴보면, 이상적인 복사체(Black body-흑체)로 가정하여 Stefan-Boltzmann의 법칙에 의해 계산한 값보다 실험값으로 측정된 방사에너지 값이 항상 작다는 것을 보여 주었다. 이번실험의 온도범위가 140~200℃로 비교적 높은 온도에서 실험을 하였는데, 실험값과 이론값의 오차가 작게 나타나는 것을 볼 수 있다. 온도가 낮을수록 복사보다는 대류의 영향을 많은 받는다고 생각할 수 있다. 이는 stefan-Boltaman상수가 매우 작기 때문에 온도가 높을수록 네제곱에 의해서 큰 값을 가질 수 있기 때문이다.
▶ 이론값 ()와 실험값()의 오차 비교
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⑵ 두 번째 실험에서는 표면 상태(광택, 거칠기, 산화)가 열복사에 미치는 영향과 방사율에 미치는 영향을 알아보았다. Stefan-Boltzmann 법칙으로 계산된 값을 흑체의 방사력으로, 실험에서 측정된 값을 물체의 방사력으로 해서 방사율을 계산하였다. DATA SHEET ① Polished plate와 ② Silver anodised plate의 결과를 비교했을 때 표면조도가 높을수록 방사율이 낮아진다는 것을 예상할 수 있었다. 은평판은 산화되었기 때문에 상대적으로 표면조도가 낮을 수밖에 없다. 방사율의 크기는 Polished palte < Silver anodised plate < Matt black plate 순이다.
특히, Matt black plate는 거의 방사율이 거의 1에 가까운 흑체의 특성을 나타내고 있다. 실질적으로 흑체의 특성을 나타내는 물체는 존재하지 않는다고 본다. 따라서, 이번 실험에서의 모든 재료도 ε<1로 나타난다.

참고자료

· 없음