[열공학실험] 대류열전달 측정실험

소개

열공학실험 -대류열전달 측정실험에 대한 실험보고서입니다.

목차

1.실험목적.
2.이론및 해석.
◆ 자연 대류
◆ 강제 대류
◆ 자연 대류
◆ 강제 대류
3. 실험결과 및 분석
◆ 실험 보고서
◆그래프
◆ 강제 대류
◆ 실험보고서
◆ 그래프
4. 결론

본문내용

1. 실험 목적

실험을 통해 대류열전달의 기본 법칙과 특성들을 확인해 보고,가열된 평판,Pin판 또는 Fin판 위에서 자연 대류와 강제 대류일 때 열전달계수의 차이를 알아보기 위해 다음과 같은 두가지 실험을 수행하여라.이 실험의 목적은 자연대류 및 강제대류의 현상을 이해하고 대류열전달 계수를 측정 ․ 예측하고 대류열전달의 개념을 이해하는데 있다.
1) 수직 평면에서의 자연대류
2) 수직 평면에서의 강제대류

2. 이론적 해석

◆ 자연 대류

유체가 가열되면 밀도가 감소하게 되고, 이내 지구의 중력장 안에서 중력과 반대방향으로 부력(buoyancy force)을 받게 된다. 이로 인해 유동이 발생하게 되고 이것이 자연 대류이다. 반대로 유체가 냉각되면 밀도가 증가하게 되어 반대로 중력방향으로 이동하게 될 것이다. 이러한 자연 대류는 회전하는 기기에서 중력을 대신한 원심력이 존재하는 상황에서도 밀도차이에 의한 원심부력으로도 발생될 수 있으며, 혼합 유체 내의 밀도차에 의해서도 발생할 수 있다.
자연 대류에 의한 유동의 속도는 강제 대류에 비해 상대적으로 작아서 커야 2 m/s 정도에 지나지 않는다. 그러므로 열전달계수도 예로서 기체의 경우 5 W/m2K를 넘지 않는 정도이다. 자연 대류에 있어서 명확한 특성 속도가 없기 때문에 강제 대류에서 사용했던 레이놀즈수는 더 이상 사용되지 않고, 대신 그라숍수(Grashof number) 또는 레일레이수(Rayleigh number)가 유동의 특성을 결정짓는 무차원수로 사용된다.
내부 유동아래 그림은 내부에서 자연 대류가 일어날 수 있는 구조를 보여 주고 있다. 단열작용을 하는 이중벽과 이중창의 공기층은 자연 대류가 일어날 경우, 벽과 창을 가로지르는 열전달이 늘어나게 한다. 그러므로 이러한 문제 해결을 위해 근래에는 공기층 대신 진공층을 사용한 이중창 제조 기술이 일본 등의 선진국에서 선보이고 있다. 태양열 집열기는 자연 대류 감소를 위해 칸막이를 설치하기도 한다.

참고자료

· 없음