실험제목예비 ReportVenturi와 Orifice를 통한 유량 측정반조실험목적① 관내를 흐르는 유체(물)가 좁은 관로를 흐를 때 일어나는 유속 및 압력변화 등을 측정하고, 유체의 특성과 유량 측정방법 등을 이해하고자 한다.② 관내의 유체의 흐름이 갑자기 축소되는 Orifice 관에 유체가 흐를 때 유속의 변화에 따른 유체의 특성과 유량 측정방법을 이해하고 이를 직접 측정해 봄으로써 그의 조작기능과 역학관계를 익힌다.학번성명기기 및 초자Orifice Meter, Venturi meter, 스탑워치, 메스실린더(2L)이론적 배경Venturi meter (벤츄리미터)① Venturi meter 의 구조 : Venturi meter는 다음 그림에서 보는 바와 같이 유체 흐름에 직각인 단면적이 줄어드는 자른 원추, 짧은 원통부, 단면적이 다시 원래대로 늘어나는 자른 원추로 구성되어 있다. 상류와 짧은 원통부(목: throat)에는 압력 탭이 있는데, Manometer(마노미터)와 같은 압력차 측정기구로 압력을 측정하여 유속 등을 구한다.② Venturi meter 의 원리 : Venturi meter의 원리를 살펴보면 다음과 같다. Venturi meter 의 상류 자른 원추에서는 속도가 증가하고 압력이 감소한다. 이 상류 원추에서의 압력차는 이 계기를 통한 유량측정에 이용된다. 이어서 하류 원추에서 속도가 감소하여 처음의 압력의 대부분이 회복된다. 압력회복을 크게 하려면 하류 원추의 각을 작게 하여 경계층(Prandtl는 점성력을 무시할 수 없는 영역) 분리를 막고 마찰은 최소가 되게 하여야 한다. 수축 단면에서는 분리가 일어나지 않으므로, 상류 원추는 하류 원추보다 짧게 만들 수 있다. Venturi meter 는 기계 측정에도 응용할 수 있지만, 주로 비압축성 유체인 액체, 특히 물에 많이 사용된다.③ Venturi meter 의 적용식 : Venturi meter의 기본식은 상류와 하류의 압력에 대하여 비압축성, 유체에 관한 Bernoulli식을 적용하여 얻을 수 있다.그림. 1 《 Venturi meter에서 유체의 흐름 》실험결과가상 실험을 통해 도출한 결과값 (이론값)참고문헌비압축성 유체가 그림. 1과 같이 벤츄리 미터의 축소 및 확대관을 통하여 흐를 때 유체의 속도와 압력등에 변화가 일어난다. 도관 내 점1에서 단면적을 A1, 점2에서 단면적을 A2라고 하고 각 점에서 마노미터의 수액높이 h1, h2, 그리고 각 단면적에서 유속을 각각 u1, u2라 하면 Bernoulli식이 성립하며 그 식은 다음과 같다.(1)에서 축의 일과 마찰손실을 무시하면이므로벤츄리관이 수평이고 압력이 대기압일 경우, 단면을 통하여 압력두 (h)가 일정하면연속의 식에 의해 유량속도 Q[m3/s]는 다음과 같이 표시할 수 있다.식 (4)를 식 (3)에 대입하면여기서 u2를 정리하면실제유량 Q[m3/s]은 단면에서 에너지 손실이 일어나고 유속은 일정하지 않으므로 실제유량은 실제 계산값보다 작으며, 식 (6)은 다음과 같이 표시할 수 있다.실제유량에 Cv(벤츄리 계수)를 보완하면여기서 Cv는 실험으로 구할수 있고 문헌치로 0.92≤Cv≤0.99 이다. 일반적으로 Cv=0.95로 사용한다. 그리고 유로에서 일어나는 압력두 (h)는 식 (3)에 의해 구할 수 있다.실험값과 비교하기 위하여을 함수로 표시하면,실험결과에 의하면 위의 최종식으로 계산한 유량은 실제 측정치보다 약간 크다. 그 이유는 최종식에서는 마찰열을 무시하였지만 미터에서는 마찰열이 있고, 또 관 안의 흐름이 단면에서 균일하다고 무언중에 가정하였지만 실제로는 그렇지 않기 때문이다. 이 차이를 고려하면 최종식보다 복잡한 식을 사용하여야 한다. 그러나 일반적 해결책은 위의 최종식에 실험 계수를 도입하는 것인데, 이를 배출계수(Discharge coefficient) Cv라 한다. 여기서 Cv는 무차원군인 Reynolds 수에 따라서만 달라진다.Orifice meter (오리피스미터)① Orifice의 구조 : 오리피스는 정확하게 깎아서 구멍을 뚫은 판을 두 플랜지 사이에 끼운 것으로서, 구멍과 관은 동심이 되게 한다. 판의 구멍은 하류 쪽으로 비스듬히 만든다. 또한 압력탭은 오리피스 상류와 하류에 설치하는데, 마노미터나 이에 해당하는 압력 측정 기구에 연결한다. 압력탭의 위치는 임으로 정하는데 그 위치에 따라 이 유량계의 계수가 달라진다.② Orifice의 원리 : 오리피스 원리는 다음과 같다. 오리피그를 지날 때 흐름 단면이 줄어드는 속도두가 증가하는 동시에 압력두가 감소하는데, 두 탭 사이에서의 이러한 압력 감소를 마노미터나 그 외 압력측정기구를 이용하여 측정한다. Bernoulli식에 기초하여 속도두의 증가와 압력두의 감소를 연관시킬 수 있다. 그러나 오리피스가 있는 경우에는 벤츄리미터와는 달리, 관의 단면에서 무마찰 흐름과 균일 흐름을 가정할 수 없다.③ Orifice의 적용식위의 그림은 오리피스 미터의 실험장치로 오리피스 미터에서 앞부분의 원관과 뒷부분의 축류부(contraction section) 사이에서는 Bernoulli의 식이 적용된다.여기서,식 (1)에서 축일과 마찰손실을 무시하면,이다. 따라서,오리피스관이 수평일 경우,이다.원관의 단면적을, 축류부의 단면적을라 하면 연속의 식(equation of continuity)은로서가 된다. 실제 축류부의 단면적는 측정이 불가능하므로 단면적을로 놓으면⇒축류부에서 유속은 다음과 같다.실제 오리피스 미터의 유속을를 구하기 위하여 유량계수()를 보정하면Venturi meter에서 속도계수Enlargement(확대)1) 확대의 이론 : 유체가 작은 관에서 큰관으로 유동할 때, 즉 단면적이 급격히 넓어지는 관로에서는 단면적의 급확대로 인해 유속은 저하되고, 압력은 급상승한다. 와류가 생겨 급확대할 때 압력손실이 발생하게 된다.《 확대의 구조와 원리 》2) 확대의 적용식 : 운동량 이론(Momentum theory)을 압력 측정 지점에 적용시키고 이들 연속의 식, 베르누이 식에 적용하면,유 량질량유량운 동 량? 지점 ①의 운동량? 지점 ②의 운동량at. 정상상태하에서 질량유량(m)은 constant운동량변화에 의해 마찰이 생기고 그 결과 압력차가 발생하므로, at. 정상상태 유량위 식을에 관하여 정리하면양변에을 합하게 되면위식에 연속의 식을 도입하게 되면,F : 마찰두 손실, k : 저항계수(Resistance coefficient)실험방법1. 공급부 조절밸브 및 유출부 조절밸브를 열고, 오리피스 장치 내에 유체인 물을 정수압으로 통과시킨다.2. 마노미터에 수주가 올라가면 압축 고무 밸브를 열어 공기를 제거한 후 조절펌프를 사용하여 유체를 정상으로 흐르게 한다.(이 방법은 마노미터 관내에 기포를 제거시켜 일정한 압력을 유지시켜 주기 위해서 이다.)3. 유출부 조절밸브를 점점 닫아 마노미터의 수위가 상승하도록 한다. 조절밸브를 변화시켜 물을 메스실린더에 받아 초시계로 유량속도를 3회 정도 측정하고, 매 측정시마다 압력차를 구한다.4. 정상적인 실험을 하기 위해서는 실험장치를 수평으로 유지시키고 수압은 정수압으로 실험장치와 수도전의 연결을 25A 호수닛불과 호수밴드를 정확히 조여 준다.5. 결과정리를 위하여 유체의 온도와 오리피스 미터의 파이프 구경치수를 측정하여 둔다.6. 실험이 모두 끝나면 전원 스위치를 내리고 배수 밸브모두를 열고 메인 밸브도 열어 물이 완전히 빠지게 한다.실험결과Data 예상(1) Venturi meterT25℃D126.0㎜D216.0㎜D326.0㎜A15.31㎠A2
실험제목예비 Report액체확산 (liquid diffusion)반조실험목적물질 전달의 하나인 확산 현상을 설명하고, 전기전도도 측정 장치를 사용하여, fick의 제 1법칙으로 확산계수(D)를 결정할 수 있으며, NaCl의 몰수의 변화에 따른 확산계수의 변화를 관찰한다.학번성명기기 및 초자전기 전도도 측정장치, (1, 2, 4, 6)mol의 NaCl, 증류수, magnetic bar, 초시계이론적 배경·확산 : 밀도 차이나 농도 차이에 의 해 물질을 이루고 있는 입자들이 스스로 운동하여 농도(밀도)가 높은 쪽에서 농도(밀도)가 낮은 쪽으로 액체나 기체 속을 분자가 퍼져 나가는 현상.·액체의 분자 확산 : 액체의 분자확산은 기체의 분자확산보다 느리다. (D기체=105D액체)예를 들면 강이나 호수에서 공기에 의한 산화 혈액 속에서 염의 확산 액체 분자는 기체 분자보다 더욱 촘촘히 밀접해 있기 때문에 밀도와 확산 저항이 크며 인력이 크게 영향을 미친다. 액체가 기체의 경우와 다른 점은 확신이 농도에 크게 영향을 받는다는 것이다.·확산속도에 영향을 끼치는 요소 :① 농도구배 : 농도구배(dC/dx ; 단위길이당 농도의 변화)가 클수록 확산 속도가 빨라진다.② 확산계수(D)- 온도의존성 : 온도가 높을수록 기체 분자의 운동 에너지(Ek)가 커지고, 속도가 빨라져서 확산이 빨라진다고 볼 수 있다. (즉, 확산계수(D)가 커짐.)- 확산입자의 크기 및 종류- 확산방법 : 침입형/치환형 등의 방식에 따라 다를 수 있다.- 매질의 결정구조 : 동일한 원소로 구성된 매질이지만, 결정구조에 따라 확산계수(D)가 다르다.?Fick의 법칙 : 확산이란 고체/액체상태, 기체분자를 구성하는 원자가 화학포텐셜(chemical potential)차이에 의해 화학포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 구성입자가 이동하는 현상을 말한다. 대부분의 경우 화학포텐셜은 농도에 비례한다. 즉 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산을 하게 된다는 것이다. 이러한 경우 농도구배에 따른 확산 flux를 예상하는 법칙이 Fick의 법칙이다.실험방법가상 실험방법실험결과가상 실험을 통해 도출한 결과값 (이론값)참고문헌?액체의 확산계수 추산: 액체의 확산계수(D)를 예측하는 식 중에서 Wilke-Chang이 제안한 식이 가장 일반적으로 사용된다.?액체 확산의 경우:?전기 전도도 : 전기전도도는 측정 장치로써 용액이 전류를 운반 할 수 있는 정도, 용액 중의 이온세기를 신속하게 평가할 수 있는 항목이다. 온도차에 의한 영향(약 2%/℃)이 크다. 측정결과 값의 통일을 위해 20℃에서의 값으로 환산하여 기록한다.실험방법① 전도도 측정기계와 요기와의 연결을 확인하고 전원을 켠다.② 전도도 측정기계의 수치를 확인한다.③ 증류수 1L를 정확히 재어 용기에 채운다.④ 확산 셀을 용기위로 옮긴다.⑤ 확산 셀의 높이를 용기 액면의 높이보다 5mm정도 아래로 맞추어 준다.⑥ 교반기를 서서히 작동하여 고정속도가 유지되도록 한다.⑦ 30초마다 전도도의 변화를 확인한다.실험결과각각의 몰수(1M, 2M, 4M, 6M NaCl)를 달리한 NaCl용액을 이용하여 초기 시간부터 30분간 10회에 걸쳐 Conductivity reading vessel를 이용하여 전기가 흐르게 하는 정도를 측정한다. 우리 조는 1,2,4,6M을 하나씩 나누어 각자 시간 변화에 따른 전기전도도의 변화를 표로 나타내고, 그것을 이용하여 그래프를 excel로 만들어보았으며, excel로 만든 그래프의 기울기를 이용하여 확산계수(D)를 구한 뒤 결과가 어떻게 나올 것인가에 대해 예측할 수 있었다.우선 그렇게 해서 측정된 전기 전도도는 다음의 표와 같을 것이다.t6M(10-4s)00.4031.3061.7092.10122.40152.70182.95213.20243.40273.65303.90이렇게 해서 나온 값을 이용해서 시간에 따른 농도 용액에서의 (k-k0)변화를 표로 정리하면 다음과 같다.(k-k0)t(k-k0)6M(10-4s)30.961.391.7122152.3182.55212.8243273.25303.5시간에 따른 전기 전도도(k-k0)의 변화를 그래프로 나타내면 다음과 같다.그래프에서 얻어진 6M의 기울기 값은 아래의 식을 이용해서 계산한다.계산하면 다음과 같은 표로 나타낼 수 있다.
예비Report실험제목액체의 비중측정반조실험목적? 물체가 가지고 있는 부피당 무게의 비로 밀도를 알 수 있고 서로 다른 물질과 비교함으로써 비중을 알 수 있다.? Ostwald 비중병를 사용하여 각기 다른 농도의 에탄 올 용액의 비중을 측정하고 농도와의 관계를 조사한다.학번성명기기 및 초자Ostwald 비중병? 보통 내용량이 1~10 ml 의 유리 용기로써 양쪽끝이 두꺼운 관으로(안지름 1~1.5mm, 바깥 지름3~4mm)으로 되어있고 한쪽 세관 A에는 표선 C가있다천칭저울메스 플라스크주사기여과지온도계에탄올 (95%)? 사슬모양의 탄화수소 중 탄소의 수가 2개인 에탄(C2H6)에서 수소원자 하나가 히드록시기(-OH)로 치환된 알코올의한 종류? 에틸알코올하며 술의 주성분 이라고 하여 주정으로도 불린다.에탄올 만들기95% 에탄올로 t % 에탄올 만들기 : (t X 100) / 95EX) 20% 에탄올 만들기 : (20X100) / 95 = 21.0595% 에탄올 21.05 ml를 100ml메스플라스크에 넣고 증류수를 표선까지 채운다.증류수이론적 배경비 중? 어떤 물질의 질량에 대한 체적과 표준물의 질량과의 비? 어떤 온도에 있어서 물질의 비중은 그 물질의 고유한 정수? 비중을 측정하여 순도를 확인 할 수 있음.비중 SG = 밀도/기준온도와 압력에서의물의 밀도액체비중 : 보통 4°C, 1기압(표준상태)인 물의 무게에 대한 15°C에서의 같은 체적인 액체의 무게비로 표시실험방법1. 미리 깨끗이 닦아 건조한 비중병의 무게를 저울로 달았다.2. 증류수, 20%, 40%, 60%, 80%, 95%에탄올을 희석해서 준비했다.3. 비중병에 각각의 시료를 넣고 C까지 빨아올린 후 무게를 달아 결과를 적었다.4. 계산식에 대입해서 결과를 도출했다.5. 이론값 과 비교하고 토의했다.※주의사항1) 규정 온도보다 1~3 ˚C 낮게 하여 기포가 남지 않도록한다.
예비Report실험제목레이놀즈 수반조실험목적층류와 난류를 구분하는 무차원수인 Reynolds 수를 유량측정을 통하여 구하여 보고 이때, 유체의 흐름 상태를 가시적으로 관찰한다.학번성명기기 및 초자Reynolds 수 측정 장치(아래그림 참조). 메틸렌 블루, 타이머, 메스 플라스크① 급수 밸브 ② 착색액 용기통(잉크) ③ 잉크 주입 cock④ glass wool ⑤ 잉크 주입 노즐 ⑥ 투명 측정관⑦ 배수 밸브 ⑧ 유량 조절 밸브이론적 배경점성(Viscosity)점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물분자와 고체 경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다.물 내부에 상대운동이 있으면 점성때문에 경계면에서 운동에 저항하는 내부 마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이와 같이 유체의 점성 때문에 받는 힘을 점성력이라 한다.레이놀즈수 [ Reynolds number ]영국의 유체역학자 O.레이놀즈가 발견하였다. 유체의 점성률을 밀도를 유속을 v, 물체의 모양을 정하는 길이, 즉 구나 원관이면 반지름, 육면체면 변의 길이를 l이라 할 때, R＝lv/구해지는 무차원수를 말한다. 흐름을 연구하는 데 중요한 것으로, 이 값이 작을 때는 흐름이 규칙적인 층류가 되지만, 어떤 값 이상이 되면 난류가 된다. 일반적으로 이와 같은 난류와 층류의 경계가 되는 R의 값을 임계레이놀즈수라 한다. 그 값은 원관 내의 물의 흐름에서 약 2,300이다. 경계의 모양이 닮은 두 물체를 서로 다른 흐름 속에 놓았을 때 각각 레이놀즈수가 같다면, 길이와 시간의 단위를 적당히 잡으면 두 흐름의 상태는 완전히 일치한다.층류 및 난류*층류 유동[층류의 가시화]가는 파이프에 물을 흘릴 경우, 가령 잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측하면 유속에 따라 레이놀즈수가 작을 때에는 잉크의 흐름이 직선으로 되고, 물의 각 부분이 파이프 벽에 평행으로 움직이며 서로 섞이지 않음을 알 수 있다. 이러한 흐름이 층류이다.관내유동에서 층류와 난류를 나누는 기준은 관 직경을 특성 길이로 하는 레이놀즈수가 ReD～2,300이며, 이보다 작은 경우에 층류, 큰 경우에 난류 유동이 된다.*난류 유동 [turbulence][ 난류의 가시화 ]관의 반지름을 d, 유속을 V, 물의 동적 점성률을 u라 할 때dV/ν가 어떤 값을 넘으면 층류가 난류로 전이함을 알 수 있다. 이때의dV/ν는 무차원수로서 레이놀즈수라 하며 R로 나타낸다. 또 전이가 일어나는 레이놀즈수를 임계레이놀즈수라 하고 Rc로 나타낸다. 실험 결과에 따르면 임계레이놀즈수 Rc값은 둥근관 안의 물의 흐름에 대하여 2,300에 이른다고 한다. 난류는 여러 가지 소용돌이가 불규칙하게 존재하는 것으로 생각되는데, 층류에 비해서 수송계수가 크고 물체에 끼치는 저항 또한 크다.*경계층 [boundary layer]점성이 작은 유체의 경우, 물체에서 충분히 떨어진 영역에서는 점성이 없는 이상적인 유체, 즉 완전유체로 생각해도 오차는 작으나, 물체의 표면 바로 근처에서는 점성을 완전히 무시할 수가 없다. 일반적으로 레이놀즈수가 큰 흐름에서는 점성을 무시할 수 없는 영역이 극히 얇은데, 이 경우 점성의 영향은 얇은 경계층의 내부에서만 고려하고, 그 바깥쪽에서는 완전유체로 취급할 수가 있다.유량의 개념*유량의 개요유량(Flow rate)이라 함은 유체의 흐름중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 유량이라 칭하며 각각 유체의 체적을 시간에 대한 비율로 표시한 유량을 체적 유량 (용적 유량), 유체의 질량을 시간에 대한 비율로 표시한 질량유량, 유체를 일정시간동안 흐르는 량을 표시한 유량을 적산유량이라 칭한다.① 체적유량 : Q = A.v [㎥/s]② 질량유량 : M = Q.ρ = A.v.ρ [kg/s]③ 중량유량 : W = Q.ρ.g = A.v.ρ.g [N/s]④ 적산유량 : G = ∫Q.ρ = ∫A.v.ρ [㎥,kg]A : 단면적 v : 속도 ρ = 밀도*유속분포와 평균유속유체는 점성이 있으므로 관로 내 흐르는 유체 중 관로벽과 마찰하며 흐르는 유체는 관벽과의 점성에 의해 유속이 늦어지고 관로의 중심으로 갈수록 유속이 증가하여 관 중심에서는 최대가 되는 것으로 관로내의 유체의 유속은 동일하며, 관로 단면상에 있어서도 위치에 따라 달라진다.NR : 무차원 계수, ρ : 밀도, V : 평균유속, ν : 동점성 계수μ : 점성계수, D : 관의 직경진술한 바와 같이 흐름상태가 층류와 난류의 경계에 다다를 경우 흐름의 유속을 한계유속이라 부르며 흐름의 Reynolds수가 2,000보다 작으면 흐름은 층류이고, 2,000～4,000 사이이면 층류와 난류가 공존하는 이른바 불안정 층류(혹은 천이영역의 흐름)라 하며, 4,000 이상인 흐름은 난류로 분류된다.실험방법1. 배수 밸브가 완전히 잠겨 있는지 확인하고 급수 밸브를 수두 탱크와 연결한다.2. 색소통의 밸브를 잠근 후 색소액을 4/5정도 채워준다.▶실험에 사용되는 색소액은 포화농도 메틸렌블루 용액을 사용한다.3. 수평조절나사를 조절하여 실험장치의 수평을 맞추어 준다.4. 급수호수의 밸브를 열어 수조에 물을 공급한다.5. 수면을 일정하게 유지하여 주기위하여 Overflow pipe를 넘쳐흐를 때 까지 수조에 물을 공급한다.6. 수조내의 온도를 측정한다.7. Overflow 상태로 일정한 수면이 유지되면 실험에 필요한 유속으로 Control Valve를 조절하여 측정관 안으로 흐르는 물의 유속이 안정된 것을 확인한다.8. 측정관의 유속이 안정된 후 색소통의 밸브를 조금씩 열어 색소액의 흐름을 가장 잘 관찰할 수 있는 양을 관의 중심으로 흐르게 하여 이때의색소유선을 관찰한다.▶물의 유속조절시, 색소액의 양 조절시 등 장치내에 외부적인 진동이 작용하면 흐름형태의 변화가 있으니 모든 조작이 끝난 후 일정시간 여유를 두고 색소의 유선을 관찰하여야 한다.9. 다음 Fig. 1의 a와 같이 일직선상의 흐름이 이루어지면 이러한 흐름을 층류라 하며, 이때의 유량(Q1)을 측정한다.10. 정확한 유량측정 방법은 초시계와 매스실린더를 사용 측정수 배수 밸브로부터 일정한 유량을 받아 시간을 재거나 일정 시간을 받아 유량을 3번이상 측정하여 평균값을 얻는다.
실험제목예비 Report예비반조실험목적?자연대류 조건에서 복사열과 대류열이 어떻게 전달되고 이의 변화 요인은 어떤 것들이 있는지 알아본다.?전압(온도)을 증가시키면서 열전달에서 대류와 복사 중 어떤 것이 지배적인 영향을 끼치는지 알아본다.?전체 공급된 열이 대류열과 복사열의 합과 일치하는지, 이때 일치하지 않는다면 그 이유가 무엇인지 알아본다.학번성명기기 및 초자HT10X Heat Transfer Service UnitHT14 combined convection and Radiation Accessory이론적 배경?대류(CONVECTION)표면과 이와 다른 온도를 가지고 운동하고 있는 유체 사이에서 발생되는 열전달을 뜻한다.?대류 열전달은 유동의 성질에 따라 분류될 수 있다. 유동이 송풍기, 펌프, 혹은 대기의 바람과 같은 외부적 요인에 의하여 발생되는 경우를 강제대류(forcedconvection) 라 하고, 이에 반하여 유동이 유체내의 밀도차에 기인한 부력에 의하여 일어나는 경우를 자유대류(freeconvection) 혹은 자연대류(natural convection) 라고 한다. 이때 밀도차는 유체내의 온도 차이에서 기인된다?복사(THERMALRADIATION)유한한 온도의 모든 표면이 전자기파(electromagnetic radiation / photons)의 방식으로 에너지를 방출함으로 일어나는 열전달 현상이다. 그러므로 복사는 중간매체(media)가 없는 진공상태에서도 일어난다.?복사(RADIATION)는 유한한 온도의 물질에 의하여 방사되는 에너지 전달 현상이다. 주로 고체 표면으로부터 복사가 일어나지만 액체와 기체로부터 복사가 일어날 수도 있다. 물질의 형태에 관계없이 복사는 구성원자나 분자들의 전자 배열의 변화로 생각될 수 있다. 복사장의 에너지는 전자기파에 의하여 전달된다. 전도나 대류에 의한 에너지 전달은 매질이 필요한 반면 복사는 그렇지 않다. 사실상 복사 열전달은 진공 중에서 가장 잘 이루어진다.다음의 이론적인 분석은 자연적인 열전달에 대한 실험적인 관계로서 VT Morgan의 논문인 “The Overall Convective Heat Transfer from Smooth Circular Cylinders"에 의한 것이다.= 실린더의 표면 온도 (K)= 실린더의 직경(m)= 가열된 실린더의 길이(m)= 지상에서의 대기 온도(K)열 전달 면적(표면적)(m2)자연대류에 의한 열 손실(W)복사에 의한 열 손실(W)실린더로부터의 전체 열손실(W)복사에 대한 평균 열 전달 계수은 다음과 같은 관계를 사용하여 계산할 수 있다.(Wm-4K-1)= Stefan Boltzmann constant = 56.7 x 10^-9 (Wm-4K-4)= 표면의 방사율(emissivity) (단위없음)= 1 = view 계수 (단위없음)자연 전도의 평균 열 전달 계수인은 다음과 같이 계산할 수 있다.(K)(K-1)이므로,(c, n은 표를 참조하여 얻을 수 있다)(Wm-2K-1)= Rayleigh 수(단위없음)= Grashof 수(단위없음)= Nusselt 수(평균)(단위없음)= Prandtl 수(단위없음)= 중력 가속도 = 9.81(ms-2)= 부피증가 계수(K-1)= 공기의 점도(m2s-1)= 공기의 열전달도(Wm-1K-1)(※는 박막온도에서 얻은 공기의 물리적 수치이다.)실질적인 실린더로의 열 전달은 다음과 같이 계산한다.(W)아래의 표는 자연 전달에 대한 상수와 지수에 대한 것이다.(Morgan에서 발췌)10-9 ～ 10-20.6750.05810-2 ～ 1021.0200.148102 ～ 1040.8500.188104 ～ 1070.4800.250107 ～ 10120.1250.333대안으로서, 간단한 식을 사용하여 열전달 계수를 계산할 수 있다.의 값은 앞장의 식(full empirical equation)과 간단한 식(simple empirical equation), 둘 다 이용하여 구한 후 값을 비교해야 한다.실험방법1. HT14 combined convection andRadiation Accessory를 HT10X HeatTransfer Service Unit옆에 설치.2. 가열된 실린더에 부착된 열전쌍을 유닛전면의 소켓 T10에 연결.3. 팬의 전면의 흡입판을 연어 공기가 들어가게 하며 메인선을 연결하지 않는다.4.전위조절계를 최저로 맞추고(반시계 방 향) 선택스위치를 MANUAL에 연결, 가열 된 실린더로부터 나온 power 선을 UNIT 후면의 O/P3소켓의 HT14에 연결한다.5. 전면의 주스위치를 켠다.6. 가열전압을 12V로 고정하고 안정화되기를 기다린다.7. 온도가 안정화 상태에 이르면 T9, T10, V, I를 기록한다.
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[예비]오리피스벤츄리
![[예비]액체확산](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2011/08/11/data11298702-0001.jpg)
![[예비]액체의 비중측정](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2011/08/11/data11298701-0001.jpg)
![[예비]레이놀즈수](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2011/08/11/data11298700-0001.jpg)
![[예비]대류복사](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2011/08/11/data11298699-0001.jpg)
