열공학 실험 - 열전도도 측정실험

소개글

열공학 실험 - 열전도도 측정 실험입니다.

데이타값을 비롯하여 그래프도 있고 이론및 분석과 계산 과정을 적어 놓았습니다.

많은 참고가 되실겁니다.

후회 않하실겁니다.

목차

열공학 실험 - 열전도도 측정 실험

1. 실험 목적

2. 이론 및 해석

3.실험 보고서 / 그래프

4. 결론

본문내용

1. 실험 목적

기준통 사이에 시험편을 삽입하여 열을 흐르게하고, 각 기점에서 온도로부터 온도곡선을 그려 열전도도를 구하는 실험을 수행한다. 열전도도를 구하기 위하여 Fourier`s law가 적용된다.
고체의 열전도도 측정법을 익히고 전열저항과 전열량을 계산함에 있어 Fourier`s law 법칙을 이해하고 사용하는데 열전도도 실험의 목적이 있다.

2. 이론적 해석



고체 물체내에서 온도 차이가 있으면 열은 공온 영역에서 저온영역으로 흐른다. 전도에 의해 전달되는 열전달량은


여기서
q : heat transfer rate (kJ)
K : thermal conduxtivety (kJ / kg,K)
A : cross sectional area ()
: temperature gradient (K/m)
(1)

일반적으로 온도 t에서 열전도도를 K라하고 0℃에서 열전도도를 라 하면 대부분의 물질들은 다음과 같은 공식에 의해서 열전도도를 근사적으로 나타낼 수 있다.
(2)
값은 온도계수 (temp. coefficient)이며 보온 물질 (insulational materials)들은 ‘+’값을 가지며, 금속류(metals)등은 ‘-’값을 갖는다. 식 (1)에다 식(2)를 대입하면

(3)

위식을 정상상태에서 온도 및 의 범위에서 적분하면
(4)

는 ,간의 K의 평균치이기 때문에 이것을 라 하고
는 온도차이므로 로 나타내면 식(4)는
(5)
전열 단면적이 일정한 물질인 경우 식(5)를 적분하면
(6)
여기서 L은 열이 전도되는 방향으로의 길이다. 또는 다음과 같이 표시할수 있다.
(7)
여기서과 는 임의의 물체의 두께를 표시한다. 에 대하여 풀면
(8)



그러나 대부분에 경우 두 물체의 접촉면에서 온도 강하가있다. 이것을접촉저항(contact resistance)이라 하면, 이점을 고려해 주어야 한다. Fig.5에서와 같이 물체C 및 D사이에 시험편 B물체 D 및 E사이에 시험편 A를 삽입할 경우, 시험편 앞뒤에서 각각 접촉저항이 생긴다. 이 접촉저항의 값을 제거시키기 위하여 두께가 다른 같은 재질의 2개의 시험편을 사용한다. 지금 를 접촉저항값 및 는 각각 두께및 시험편의 저항치라 하면 시험편 각각의 총 저항값

참고 자료

- 「열공학 실험」 한국 문화사출판사
- 「Heat transfer」 -(A Practical Approach) Yunus A. cengel