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[공학기초실험] Heat Exchanger(예비) 평가B괜찮아요

·실험 제목 : Heat Exchanger·실험 목적 : 간단한 열교환기를 이용한 실험을 통하여 열교환기에 관한 특성을 이해하고, 열교환기에 관한 식을 이용하여 총괄열전달계수(overall heattransfer coefficient, U)를 구하는 방법을 고찰한다.·실험 이론Heat : 물체의 온도를 높이고 또 상태변화를 일으키는 역할을 하는 것.에너지의 일종으로 물리적으로는 물체가 가지는 내부에너지가 변할 때 그 변화량의일부 또는 전부가 열로 방출된다. 일반적으로 물체의 내부에너지 변화는 온도가 서로다른 물체간의 접촉, 물질의 화학적 변화, 전자기적 과정, 외부와 역학적인 일을주고받는 과정에서 생긴다. 반대로 열을 다른 형태의 에너지로 바꿀 수도 있다. 이와같은 에너지의 출입이나 전환을 이론적으로 취급하는 학문을 열역학이라고 한다.J.마이어와 J.P.줄은 열의 일당량을 처음으로 측정하였다. 열을 정량적으로 측정하기위해서는 열량이라는 물리량을 사용하는데, 열량 단위로서는 일반적으로칼로리(calorie:기호 ㎈)를 사용한다. 또, 열을 에너지의 한 형태로서 취급할 때는에너지의 공통단위인 에르그(erg) 또는 줄(joule:기호 J)로 표시한다.Heat Transfer : 열이동 ·전열(傳熱)이라고도 한다. 일반적으로 물체들 사이의열전도, 대류, 열복사 등 3가지 열이동 과정을 총칭하지만, 좁은 의미로는 유체와고체 표면 사이에서 열을 주고 받는 현상만을 가리킨다.열전달에는 크게 유체 흐름이 자연(자유)대류일 경우(가열된 방바닥이나 벽면에 의한난방)와 강제대류일 경우(비행체 표면으로부터의 열방출이나 열교환기 관벽 내외의열교환), 유체의 상이 변화하지 않을 경우와 변화할 경우(비등이나 응축을 수반하여보일러나 콘덴서 등의 성능을 좌우하는 열전달) 등이 있다. 경계층이 층류를 이룰때와 난류를 이룰 때, 또는 그 둘이 함께 공존할 때 등에 따라 열전달 현상은달라진다.이 경우 유체와 고체 표면 사이 유체의 얇은 층(경계층)에서는 열전도에 의해 열이전달되지만, 경계층 밖 유고체와유체 사이에는 복사에 의한 복사열전달이 있는데, 보통 열전달이라 하면대류열전달을 가리킨다. 이 경우 고체 표면의 온도를 tS, 유체의 온도를 t라 하면,단위시간에 단위면적을 통과하는 열량 Q는 Q=a(tS－t)가 된다. 이때, a를열전달률이라 한다. 열전달률 a(㎉/㎡·h·deg)를 포함하는 식은 보통 무차원수인누셀트수로 표시한다.전도 : 물질 이동을 수반 없이 고온부에서 이것과 접하고 있는 저온부로 열이전달되는 현상. 금속 내의 열전도는 자유전자가 열을 고온부에서 저온부로운동에너지 형태로 운반하기 때문에 일어난다. 이 때문에 금속의 열전도도는 높고,열전도도와 전기전도도 사이에 상관관계가 나타난다. 온도가 더욱 높아지면열전도도가 어느 정도 낮아지는 것은 자유전자의 운동이 결정격자의 열진동에 의해방해를 받기 때문인 것으로 알려져 있다. 한편 같은 자유전자를 가지지 않는유전체(절연체)의 경우, 열에 의해 그 일부에 발생한 원자 ·분자의 진동이 일종의파동성을 가져서 그것이 표면에서 반사되어 정상파를 만들며, 정상파 전체의에너지가 균일하게 내부에너지를 높이는 작용원리에 의해 열을 전달한다.이 파동의 전달은 비교적 느리게 진행하므로 유전체의 열전도도가 금속에 비해서낮다. 기체의 경우에는 고체 ·액체와는 완전히 다른 작용원리를 가지며, 서로 다른온도를 가지는 2개 기체층 경계에서 분자가 교환(확산)되면서 서로 운동에너지를교환함으로써 열이 전달된다. 이 확산과정이 느리기 때문에 기체의 열전도도는 다른상태보다 매우 낮은 값을 갖는다.한 방향으로의 전도에 의한 열전달률은 열류에 수직한 면적과 그 방향의온도기울기의 곱에 비례한다. 예를 들어, x방향으로의 열류는 Fourier법칙에 의해{{ Q}_{x } = - k A{ theta T} over { theta x } kcal/h 또는 W또는,{{ q}_{x } = { { Q}_{x } } over {A } = - k{ theta T} over { theta x } kcal/h· { m}^{2 } 또는 W/ { m}^{2 }열전도율(열전도계수)이라하며 항상 양의 값을 가진다.. 순수 금속의 열전도율이 가장 크고, 기체와 증기의열전도율이 가장 작다. 열전도율은 온도에 값이 달라진다. 대부분의 순수금속에서는온도에 따라 값이 감소하고, 기체나 절연재료에서는 온도에 따라 증가한다.열역학 제1법칙 : 역학적에너지계에만 국한해서 생각해 오던 에너지보존법칙을 열현상에까지 확장한 법칙.열이 에너지의 한 형태라는 사실에 기초를 두어 이제까지 역학적에너지계에만국한해서 생각해 오던 에너지보존법칙을 열 현상에까지 확장한 법칙이다. 즉, 열과역학적에너지를 동등한 입장에서 다루며, 이 2가지 형태의 에너지를 합한 에너지의보존법칙이다. 어떤 형태의 에너지가 다른 형태의 에너지로 바뀔 수는 있으나,스스로 생성되거나 소멸되지는 않는 것을 말한다.어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는외부에서 작용한 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량 Q의 합W＋Q와 같은데, 이 값은초기상태와 나중상태만으로 결정되며 변화과정과는 상관없는 양이다. 이 W＋Q는 두상태량의 차와 같으며, 이를 내부에너지라고 한다. 외부에서 열이 들어오지 않고일도 받지 않았다면, 그 물질계의 에너지는 변하지 않는다. 따라서 물질계의에너지를 감소시키지 않고 외부 일을 할 수 있는 장치인 제1종 영구기관의 제작은불가능하다고 할 수 있다.열역학 제2법칙 : 자연현상에는 비가역적 과정이 존재한다는 것을 주장하는 법칙.열역학 제 1법칙은 에너지가 보존된다는 것을 나타낸다. 그러나 에너지는보존되지만, 자연계에서 실제로 일어나지 않는 많은 과정들이 있다. 예를 들어차가운 물체에 뜨거운 물체를 접촉시키면 뜨거운 물체에서 차가운 물체로는 열이전달되지만, 반대의 과정은 자발적으로 일어나지 않는다. 만약 열이 차가운 물체에서흘러 나와 뜨거운 물체로 흘러 들어간다고 하면 에너지는 보존되어 열역학제1법칙은 만족한다. 그러나 자연현상에서 이러한 일은 일어나지 않는다. 이러한비가역성을 설명하기 위해 19세기 후반의 과학자들은 열역학 제 제1법칙이 과정 전과 후의 에너지를 양적(量的)으로 규제하고 있는 데비하여, 제2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 따라서 이법칙에 의하면 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그 외 어떤 외부의변화도 일으키지 않는 열기관인 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다.한편 물체의 상태만으로 결정되는 엔트로피라는 양을 정의하고, 이것으로 제2법칙에대해, ‘열의 출입이 차단된 고립계에서는 엔트로피가 감소하는 변화가 일어나지않고, 항상 엔트로피가 증가하는 방향으로 변하며, 결국에는 엔트로피가 극대값을가지는 평형상태에 도달한다’고 할 수 있다. 즉, 에너지는 자유로이 형태를변환시킬 수 있지만 그 때마다 반드시 에너지가 갖고 있었던 능력인 포텐셜이사라진다. 이 때 일로 변환시킬 수 없는 양이 엔트로피이다. 일반적으로 에너지를변환시킬 때마다 엔트로피가 발생한다. 그 결과 엔트로피의 총량은 증가하게 되며에너지의 가치(포텐셜)는 점점 줄어들게 된다. 즉, 고립된 전체계의 엔트로피는언제나 증가하지만 그 안에 속해있는 개방계(외부세계와 에너지와 물질을 모두교환하는 계)의 경우에는 엔트로피가 감소할 수도 있다.총괄열전달계수 : 대류 및 복사에 의한 열전달이 동시에 일어나면서 크기가 비슷할겨우, 두 형식의 열전달 사이의 상호작용까지 고려하면서 열전달해서을 한다는 것은매우 복잡하다. 반면에 매우 제한된 조건하에서 대류와 복사가 동시에 일어나는열전달을 해석할 때, 이 두 가지 다른 형식의 열전달에 의한 열플럭스를 각각 구한후 그열플럭스를 근사적으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 온도가 {{ T}_{g }인 고온의연소생성물이 벽면오도가{{ T}_{ w}인 저온의 덕트를 통하여 흐르는 경우를생각해보자.{{ CO}_{2 },CO 및 { H}_{2 } 0와같은 연소생성물은 복사에너지를 흡수 EH는방사한다. 따라서 가스와 유로벽면 사이의 열전달은 대류와 복사에 의하여 동시에일어나며 이 열전달 문제를 해석하려면 대류와 복사를 동시에 고려하여 풀어야 한다. 대류 열플럭{{ q}_{c }와복사열플럭스{{ q}_{r }의 합으로 구할 수 있다.{q= { q}_{c } + { q}_{r }(1)식 {q=h( { T}_{f } - { T}_{w } ) 와 q= { h}_{r } ( { T}_{1 } - { T}_{2 } )로 주어진 대류 및 복사열 플럭스의관계를식 (1)에 대입하면{q= { h}_{c } ( { T}_{g } - { T}_{w } )+ { h}_{r } ({ T}_{g } - { T}_{w })=( { h}_{c } + { h}_{r } )({ T}_{g } - { T}_{w })또는 {q= { h}_{cr }( { T}_{g } - { T}_{w })대류와 복사의 조합열전달계수 {{ h}_{cr }은{{ h}_{cr } = { h}_{c } + { h}_{r }로 정의 할수 있다.열교환기 : 온도가 높은 유체로부터 전열벽(傳熱壁)을 통해서 온도가 낮은 유체에열을 전달하는 장치.가열기 ·냉각기 ·증발기 ·응축기(凝縮器) 등에 사용된다. 목적으로 하는 유체에열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매(熱媒)라고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는데 사용되는 것을 냉매(冷媒)라고 한다.열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는것으로, 이 형식에는 주수식(注水式), 이중관식, 핀붙이 다관식, 투관형식(透管型式)등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관(內管)과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다.이 형식은 구조는 간단하지만 처리하는 양이 적다.대용량인 것에는 커다란 외관(外管)에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을사용한다. 열이 높은 유체와 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을병류형(竝流型), 반대방향으로 흐르는 것을 역류형, 직각방향으로 흐르는 것을직교류형(直交流型)이라고 한다.보통 공업에서 사용되는 전열매체에는 물, 수증기, 공기, 연도(煙道)가스, 석유,수은, 나트륨, 칼륨 및 비페닐에테르와 의

공학/기술| 2003.04.20| 5페이지| 1,000원| 조회(1,147)

열교환기, 총괄열전달계수, Heat, heat exchanger, Exchang..

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[공학기초실험] 유체의 흐름상태 관찰(예비) 평가A좋아요

실험제목 : 유체의 흐름상태 관찰- Liminar flow 및 Turbulent flow, Reynolds Number 계산 -실험목적 : 이 실험의 목적은 여러 유속에서 유체의 흐름이 Reynolds 수에 대하여 어떤함수관계를 갖는가를 알아보고, 유속의 변화에 따라 흐름의 모양이 어떻게 변하는지를 알아보고자 하는 실험이다.실험이론Steady state, Unsteady state열(heat)은 한 물체에서 온도가 다른 물체로 이동하는 에너지의 형태라 할 수 있다. 열전달 문제는 크게 두가지즉, 정상상태열전달(steady-state heat transfer)과 비정상상태 열전달(unsteady-state heat transfer )로 나눌 수 있다. 정상 상태에서는 주로열전달 속도를, 비정상 상태에서는 가열이나 냉각에 소용되는 시간을 구하는데 중점을두고 있다. 열역학 제2 법칙에 의해 열에너지는 온도가 높은 곳에서 낮은 코스로 이동된다. 단위시간당 이동되는 열량을 열전달 속도라 하며 열전달이 일어나기 위해서는온도차가 있어야 한다. 전류가 흐를 때 전압 차와 유체흐름에서 압력차가 구동력(driving force)에 해당되는 것과 같이 온도차는 열전달의 구동력이 된다. 열이 전달되는 과정에서 열이 축적되지 않아서 열전달 속도가 일정 하면 정상상태 열전달(steady state heat transfer)라고 한다. 그러나 열이 축적되어 시간에 따라 온도가 변하고 열전달 속도가 변하면 비정상상태 열전달(unsteady state heat transfer)라한다. 열은 세 가지 방식, 즉 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation)에 의해 전달 될 수 있다.Fluid액체와 기체의 총칭으로, 고체에 비해 변형하기 쉽고, 어떤 형상으로나 될 수 있으며,자유로이 흐르는 특성을 지닌다. 유체의 운동을 다루는 분야를 유체역학이라고 하는데,여기서 특히 문제가 되는 것은 점성과 압축성이다. 정지하고 있는 유체에는 면에 평행인접선변형력은 작용하지 않고 면에 수직인 압력만 작용하지만, 운동하고 있는 유체에는 점성때문에 접선변형력도 작용한다. 이론적으로 간단하게 취급하기 위해서 점성이 없는 유체를가정할 경우가 있는데, 이러한 유체를 완전유체라고 한다. 또 압축성은 유체의열전도율이나 비열 등과 밀접한 관계가 있는데 때로는 압축성이 전연 없는(따라서 밀도가변하지않는)유체를 생각할 경우가 있으며, 이러한 유체를 비압축성 유체 또는 줄지 않는유체라고 한다.Viscosity액체의 끈기를 점성이라 하며 점성은 액체뿐만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데이것은 유체 특유의 성질이다. 즉, 기체가 들어있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상 복귀하는 성질을 지닌다. 이상유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 점성은 유체흐름에 저항하는 값의 크기로 측정된다.단위면적당의 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다.Flow rate액체의 유선과 직각인 단면을 단위시간 내에 통과하는 수량으로 유수의 단면적을 A,유수의 평균유량을 v라 하면 유량 Q는 Q=Av로 나타낼 수 있다.Newtonian fluid and non Newtonian fluid유체는 전단응력과 전단변형률(속도구배)과의 관계로부터 몇 가지 종류로 나눌 수 있다.Newton의 점성법칙에따르는 즉, 전단응력이 속도구배( du/dy )에 비례하는 유체를뉴턴 유체라 하며, 기체, 대부분의 용액, 비교질성 액체가 이에 속하며, 그 이외의 다른 것 은전부 비뉴턴 유체라 한다.{{ (r- { r}_{o } )}^{ n} = u { d u } over {d y }{{ r}_{0 }와 n 은 유체고유의 상수이며, {{ r}_{0 }는 유동이 일어나지 않는 r의 한계로 항복점(yieldpoint)라 한다. 외력이 작용하면 그대로 유동을 일으키는것({{ r}_{0 } =0)을 점성유체(viscousfluid)라 하며, 이 중 r 가 du / dy 에 비례하지 않는것(n!=1)을 비뉴튼 유체라 한다. 또한외력이 크기의 {{ r}_{0 }값을 얻지 않으면 유동이 일어나지 않는것({{ r}_{0 }!=0)을 소성유체라 하고,이 중 r가 du / dy 에 비례하는 것을 빙감(Bingham)유체, 비례하지않는것을(n!=1)을非반감유체라고 한다.Reynolds number유동(流動)하는 유체 내에 물체를 놓거나 관(管) 속을 유체가 흐를 때에 그 흐름의 상태를 특징짓는 수치(數値).영국의 유체역학자 O.레이놀즈가 발견하였다. 유체의 점성률(粘性率)을 μ, 밀도를 ρ, 유속(流速)을 v, 물체의 모양을 정하는 길이, 즉 구(球)나 원관(圓管)이면 반지름, 육면체면 변의 길이를 D라 할 때, R＝Dvρ/μ 구해지는 무차원수(無次元數)를 말한다. 흐름을 연구하는 데 중요한 것으로, 이 값이 작을 때는 흐름이 규칙적인 층류(層流)가 되지만, 어떤 값 이상이 되면 난류(亂流)가 된다. 일반적으로 이와 같은 난류와 층류의 경계가 되는 R의 값을 임계(臨界)레이놀즈 수라 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(Reynolds' law of similitude ).Re = Dvρ/μD : diameter of pipe(㎝)v : velocity of the flow(㎝/sec)ρ: density of the fluid(g/㎤)μ: viscosity of the fluid(g/㎝·sec)Reynolds수는 점성력에 대한 관성력의 비를 나타낸다. 무시할 정도로 작은 Reynolds 수, 즉 Re{

공학/기술| 2003.04.20| 5페이지| 1,000원| 조회(860)

레이놀즈, Liminar flow, Reynolds Number, Turbul..

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[공학기초실험] HeatExchanger(결과)

1 . 실험 제목 : Heat Exchanger2 . 실험 목적 : 간단한 열교환기를 이용한 실험을 통하여 열교환기에 관한 특성을 이해하고, 열교환기에 관한 식을 이용하여 총괄열전달계수(Overall Heat Transfer Coefficient, U)를 구하는 방법을 고찰한다.{In/Out찬 물뜨거운 물부피(/30s)Speed 1In16℃68℃150㎖Out58℃67℃Speed 2In16℃67℃255㎖Out57℃66℃Speed 3In16℃66℃340㎖Out49℃65℃3 . 실험 Data4 . 실험 Data 처리우선 실험한 열교환기의 길이를 알아야 한다. 이 길이를 알기 위해 열교환기의 관 내부에 물을 넣어 그 부피를 측정하였다. 측정 결과 내부 부피가 142㎖였다. 또한 Text에서 관의 Inside Diameter와 Outside Diameter가 각각 0.00765m와 0.00965m로 주어졌으므로 이를 통해 Inside Surface Area와 Outside Surface Area를 각각 구할 수 있다.열교환기의 길이 : 열교환기의 길이는 Inside Diameter과 내부 부피로 구할 수 있다.열교환기를 원기둥 모양으로 폈다고 생각했을 때 내부 부피는πr2 * h = V 이므로π*(0.00765m)2 * h = 142㎖ 이다.부피의 단위를 길이의 단위로 환산하면π*(0.00765m)2 * h = 0.000142m3 이다. 그러므로h = 0.7724m 이다.Inside Surface Area : Inside Surface Area는 열교환기의 길이와 Inside Diameter로구할 수 있다.2πr * h = A 이므로2π*0.00765m * 0.7724m = AI 이다. 그러므로AI = 0.0371m2Outside Surface Area : Outside Surface Area는 열교환기의 길이와 Outside Diameter로 구할 수 있다.2πr * h = A 이므로2π*0.00965m * 0.7724m = AO 이다. 그러므로AO = 0.0468m2{온도(℃)16495758문헌값(kJ/kg·K)4.18494.18044.18324.1836각 온도에서의 비열(kJ/kg·K)은 다음과 같다.(Handbook Of Chemistry And Physics -70th Edition, David R. Lide, CRC Press)또한 질량 = 밀도 * 부피 이므로 16℃→58℃의 mass flow rate(kg/s)는 다음과 같다.m[kg/s] = (0.998943+0.984217)/2[kg/ℓ] * 0.15/30[ℓ/s]= 0.00496위와 같은 방법으로 각 측정값에 대한 mass flow rate를 구하면 다음과 같다.{온도 변화(℃)16 → 5816 → 5716 → 49mass flow rate(kg/s)0.004960.008430.01126저온 유체가 얻은 열량 : Qc = m·C·△T 이다.그러므로 Speed 1에서 저온 유체가 얻은 열량은Qc = 0.00496[kg/s] * (4.1849+4.1836)/2[kJ/kg·K] * (331-289)[K]= 0.8717kJ/s같은 방식으로 각 Speed에서의 저온 유체가 얻은 열량을 구하면 다음과 같다.{Speed123열 량(kJ/s)0.87171.44611.5542고온 유체가 얻은 열량 : Qh = U·A·△Tlm이다.여기서 △Tlm은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.△Tlm = (△T1 - △T2)/ln(△T1/△T2)△T1 = Tho - Tci△T2 = Thi - Tco그러므로 Speed 1에서 고온 유체가 얻은 열량은AO일 때 Qh = U[W/m2·K] * 0.0371[m2] * (51-10)/ln(51/10)[K]= 0.9336UWAI일 때 Qh = U[W/m2·K] * 0.0468[m2] * (51-10)/ln(51/10)[K]= 1.1777UW그러므로 Speed 1에서 고온 유체가 얻은 열량은(AO+AI) / 2 = 1.0557UW 이다.같은 방식으로 각 Speed에서의 고온 유체가 얻은 열량을 구하면 다음과 같다.{Speed123열 량(kJ/s)1.0557U1.0426U1.2681U고온 유체가 잃은 열량 = 저온 유체가 얻은 열량이라는 식은 유체의 열전달이 정상상태에 도달하고, 열교환기와 외부 공기사이에 열교환이 일어나지 않는다고(Qloss=0) 가정하에 성립된다.그러므로 Speed 1일 때의 총괄열전달계수는1.0557U = 0.8717U = 0.8257같은 방식으로 각 Speed에서의 총괄열전달계수를 구하면 다음과 같다.{Speed123총괄열전달계수0.82571.38701.22565 . 실험 토의이 실험에서는 열교환기를 이용해 열과환기에 대한 식으로 총괄열전달계수를 구하는 것이었다.실험은 항온조와 열교환기를 사용하여 단위시간당(30) 흐르는 유량을 달리하였다. 즉 펌프의 속도를 Speed 1, Speed 2, Speed 3 으로 변화시켜 그에 따라 변하는 찬물의 온도와 항온조 내의 물의 온도 데이터를 이용, 열교환기에 대한 식으로 총괄열전달계수를 구할 수 있었다.실험시 어려운 점은 없었으나 다소 실험에서 오차를 발생시키는 요인들이 있었다.우선 열교환기를 항온조에 넣고서 펌프를 작동 시킨 후 실린더에 채워지는 물의 온도를 측정하였는데 여기서 열교환기의 양 끝부분이 항온조의 물로부터 밖으로 나와 있었으나 실험 결과 처리에서는 그 부분에서도 열교환이 일어난 것으로 하였기 때문에 약간의 차이가 나타날 수 있었다.또한 실린더에 받은 물의 온도를 측정할 때 어느정도 시간이 지난 후 이므로(30초) 물의 온도변화가 있을 수 있다.어찌되었든 이러한 오차요인은 그 결과처리에 영향을 거의 주지 않을 것이라는 가정하에 결과처리를 하였다.추가 조사Heat flux - 단위면적당, 단위 시간당 열전달량. 일반적으로 온도는 x,y,z방향으로 모두변하므로 각각의 방향으로 열류가 존재한다. x,y,z방향의 열플럭스성분 {{ q}_{x }, { q}_{y }, { q}_{z }를 구하기 위하여 등방성매질, 즉 어느 지점에서나 열전도율 k가 방향에 무관하게 일정한 매질을 고려한다.공학응용에서 다루는 대개의 재료는 위의 성질을 만족하지만 예의로는, 복합판으로 열전도율이 복합판에 수직한 방향과 평행한 방향의 값이 서로 다르다. 또 결정체에서의 열전도율은 방향에 따라 값이 다르며, 나무에서는 결에 수직한 방향, 결에 따르는 방향 또는 둘레방향의 열전도율이 서로 다르다. 등방성재료에서 x,y,z 방향의 열플럭스성분 {{ q}_{x }, { q}_{y }, { q}_{z }는 Fourier 법칙에 따라 각각의 온도기울기와 다음과 같은 관계를 갖는다.{{ q}_{x } =-k { phi T} over { phi x }(2-1){{ q}_{y } =-k { phi T} over { phi y }(2-2){{ q}_{z } =-k { phi T} over { phi z }(2-3)분명히 y와z방향으로 온도변화가 없으면{{ phi T} over { phi y }와{{ phi T} over { phi z }는 0이 되어 1차원 Fourier법칙, 즉 식(2-1)과 같게 된다.열교환기의 종류단위조작 입문, 박창호 외 4명 공저, 지인당Basic Heat Transfer, M.N.Ozisik열역학, 홍영표 외 3명 공저, 진영사

공학/기술| 2003.04.20| 4페이지| 1,000원| 조회(678)

열교환기, 총괄열전달계수, Heat, HeatExchanger, Exchange..

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낙랑공주와 호동왕자

낙랑공주와 호동왕자낙랑은 어디인가??설화란한 민족 사이에 전승되어 온 이야기를 통틀어 이르는 말. 신화·전설·민담으로 구분됨.문학작품으로서의 낙랑공주와 호동왕자 설화…..1947년 자명고… 1991년(91.4.24~28)그날이 오면-서울 예술단…어린아이들에게까지 알려진 낙랑공주와 호동왕자 : 만화…낙랑공주와 호동왕자 설화는 어디에 있는가??삼국사기는 김부식(金富軾)등이 고려 인종의 명을 받아 1145년(인종 23년)경에 편찬한 삼국시대의 정사이다. 이 책은 1174년(명종4년)에 고려 사신이 송나라에 보내었다는 기록이 옥해(玉海)에 있는 것으로 보아 초간본은 12세기 중엽(1149~1174)에 이미 간행되었음을 알 수 있으나 이 판본은 현존하지 않는다. 이 설화는 삼국사기 권 14, 구려본기제2(高句麗本紀第二) ‘대무신왕(大武神王)‘에 나와있는 내용이다. 그러나 삼국사기가한문으로 편찬되었고 실제 연대에서 시간이 많이 흐른 뒤에 편찬한 것이어서 역사적사실로서의 정확성은 다소 떨어진다 하겠다. 그렇기 때문에 이 설화 내용의 해석조차도약간의 차이가 나타나고 있다.호동왕자는 누구인가??호동왕자는 대무신왕 차비의 아들이다.(유리왕이 즉위 37년만에 돌아가자, 그 삼자(三子) 무휼(無恤)이 등극하였다. 이분이 대무신왕이다. 맏아들 해명은 장렬한 최후를 마치었고, 둘째 아들은 나루에서 물에 빠져 죽었기 때문이다.)호동왕자가 대무신왕 15년 4월에 옥저게 가게 된 이유로서 원비의 모함을 받아 그 화를 피하기 위해 갔다는 이야기와 낙랑국의 정세를 보기위해 갔다는 이야기가 있다. 이는 둘 중 첫번째 이야기가 신빙성이 높다고 할 수 있다. 한 나라의 왕자가 후왕자리로 인해 수없이 많은 사건이 있었던 역사적 사실을 보아 알 수 있지만 왕자를 타국과의 군사적 대립이 고조되어 있는 국경에 적국의 정세를 탐하러 보내지는 않았을 것이다. 그러나 혹자는 대무신왕이 낙랑을 점령하고 싶어하는데 낙랑의 고각이 있어 근심하는 모습을 보고 호동왕자가 계략적으로 낙랑에 들어갔다는 이야기와 대무신왕이 왕자가 단순히 유람을 목적으로 했던 이유가 무엇일까? 혹자는 호동에 대한 원비의 시기가 날이갈 수록 심해지자 스스로 왕에게 청하여 주변국들의 정세를 알아보겠다며 유람을 나섰다는 이야기도 있고 사냥을 나갔다가 우연히 최리를 만나게 되었다는 말도 있다. 하지만 이 두 이야기중 전자의 것이 더 타당성이 있어 보인다. 목적이 사냥이라 해도 타국과의 접경지역에서 사냥을 한다는 것은 왕자가 거느리고 있는 군사를 본다면 어쩌면 타국을 도발하는 행위일 수도 있기 때문이다. 낙랑의 태수 최리와 만남이 일어나는 사건도 최리의 말이 날뛰는 것을 호동왕자가 진정시켰는데 호동왕자의 용모와 용맹을 보고 최리는 그에게 북국신왕(대무신왕)의 왕자가 아닌지 물었다는 이야기와 숲에서 달려나온 흰 사슴을 화살을 쏘아 잡았는데 그 화살이 타국의 것임을 보고 북국신왕의 아들임을 알았다는 이야기가 있다. 그런데 최리는 국경을 접하고 있던 타국의 왕자를 맞이하여 낙랑의 도성으로 데리고가 후대하고 그의 공주 낙랑과 혼인을 맺게한다. 이는 이미 최리가 낙랑이 고구려보다 국력이 약함을 알고 호동왕자를 후대하고 혼인을 맺게함으로 일종의 정략결혼을 꾀했다고 볼 수 있을 것이다. 이는 대무신왕 5년(서기 22년) 갈사왕이 나라를 세우자마자 손녀를 대무신왕에게 바쳤다는 대목에서도 그 시기에 정략결혼이 자주 있었음을 알 수 있다.낙랑의 고각호동왕자는 최리의 사위가 되고 얼마 후 고구려로 돌아가는데 그 후 낙랑공주에게 밀서를 보내어 낙랑에 있는 고각을 없애야만 부왕의 허락 하에 정중히 낙랑공주를 맞이할 수 있다는 것이었다. 낙랑이 소국임에도 주변나라의 침입을 막을 수 있던것은 바로 이 호국(護國)의 국보인 고각 때문인 것이었다. 고각이 파괴되었다는 소식을 들은 호동왕자는 군비를 갖추어 낙랑을 점령하는데 성고하였고 최리는 고구려군이 몰려오는데도 고각이 울지 않자 이를 알아본 결과 고각이 파괴되었음을 알고 낙랑공주를 죽이게 되었다.호동의 죽음호동이 낙랑공주의 죽음으로 슬퍼하여 자살하였다는 이야기는 문학성을 이용하여 어집어 씌워 부왕으로부터 문책을 받도록 만들었다. 이에 호동의 근신들은 왜 억울함을 부왕에게 알리지 않냐고 물었지만 호동은 원비도 엄연히 자신의 어미인데 자신이 일의 진부를 알리면 원비의 악덕이 들어나니 이는 불효가 되니 할 수 없다고 말하고 자살을 하였다.낙랑국?? 낙랑군??우리는 왜 낙랑의 위치를 알아야 하는 것일까? 지금은 그나마 많이 알려졌지만 예전에는 일본의 식민사관에 의한 역사왜곡으로 우리 민족의 터전인 한반도를 한(漢)에게 지배당하여 임둔군, 현도군, 진번군과 같이 세워진 낙랑군을 이 설화의 배경이 낙랑국으로 매도함으로 한반도의 역사적 전통은 예부터 없었다는 주장을 펼치기 위한 방책이었다 할 수 있다. 하지만 아직까지도 낙랑국과 낙랑군을 정확히 구분하여 쓰지 않아 낙랑군이 평양 부군에 있었다는 인식을 가지고 있는 사람들이 있다.그렇다면 낙랑의 정확한 위치는 어디인가?우선 낙랑군은 한사군중 가장 강했던 통치구역이라 전해진다. 그렇지만 아무리 강한 힘을 가지고 있다하더라도 평안남도지역에 있었다면 본국인 한나라와 육로가 고구려로 인해 차단될 수 밖에 없다. 아무리 해상력이 강하다고 해도 자신의 통치구역을 다른 나라의 내부에 두기는 부담드러울 수 밖에 없는 것이다. 육로가 차단된 상황에서는 아무리 강대국이라 해도 통치력을 유지가히는 힘들었을 것이다. 또 하나 석연치 않은 부분은 설화에서 들어난다. 최리가 통치하던 지역이 낙랑군이라면 이는 이민족일텐데 자신들이 굴복시켜 낙랑군이란 통치기구까지 설치해 놓은 민족이 무엇이 부족해 호동왕자를 선뜻 받아들였겠는가. 아무리 최리가 호감을 가지고 있었다 해도 그렇듯 호동을 부마로 삼는 일은 쉬운일이 아닐 것이다. 오히려 이런 감정은 같은 민족에게였다면 더욱 자연스러울 것이다. ’동이열전’에 이와같은 내용이 나온다."부여국은 현도의 북쪽 천 리에 있다. 남쪽은 고구려, 동쪽은 읍루, 서쪽은 선비와 접하였고, 북쪽에는 약수가 있다. 읍루는 옛 숙신의 나라다. 부여의 동북 1천여리에 있는데 동쪽은 큰 바닷가이고 남쪽은 북옥저은 계곡이 많다. 동옥저는 고구려의 개마대산의 동쪽에 있는데 동쪽은 큰 바닷가이고 북쪽은 부여· 읍루, 남쪽은 예맥과 접하였다. 그 땅은 동서로는 좁고 남북으로는 길어 사방 천리의 절반 쯤 된다. 예는 북쪽은 고구려·옥저, 남쪽은 진한과 접하였고 동쪽은 바다에서 끝났으며 서쪽은 낙랑에 이른다. 韓에는 세 종족이 있는데 첫째는 마한이고 둘째는 진한이며 셋째는 변한이다. 마한은 서쪽에 있어서 54국이 있고 그 북쪽은 낙랑, 남쪽은 왜와 접하였다. 진한은 동쪽에 있어 12국이 있으며 그 남쪽 또한 왜와 접하였다. 왜는 韓의 동남 큰 바다 가운데 있는데 산으로 된 섬에 거주한다. 모두 100국이다."이 기록은 고조선이 약화된 이후 고조선의 거수국에서 독립국으로 발돋움한 나라들, 곧 열국의 위치를 알 수 있게 해준다. 여기에 '고구려본기', '오환선비동이전', '동이열전' 등을 참고해 보면 열국의 위치를 다음과 같이 잡을 수 있다.선비 - 고대 남만주에서 몽골지방에 걸쳐 산 유목민족숙신 - 고대 중국의 북동방면에 거주한 이민족약수 - 현재의 흑룡강부여는 흑룡강을 북쪽과 동북쪽 경계로 하여 지금의 흑룡강성 전부와 길림성 북부및 내몽고 자치구 동부를 차지하고 있었고,읍루는 두만강을 남쪽 경계로 하여 연해주에 위치해 있었으며,고구려는 요녕성 동부와 길림성 남부 및 평안북도를 차지하며 부여 남쪽에 위치해있었다.동옥저는 함경북도와 함경남도를,예는 함경남도 남부 일대와 강원도를,韓은 전라남북도와 경상남북도, 충청남북도, 경기도 및 황해도를 차지하고 있었다고구려와 한 사이에는 조선과 낙랑이 있었는데 조선은 청천강 남부 유역에, 낙랑은평안남도 지역에 있었다.낙랑국과 낭랑군 어떻게 다른가??그런데 왜 '동이열전'에 부여, 읍루, 고구려, 동옥저, 예, 한 등은 독립된 항목으로 기술되어 있었으나 조선과 낙랑은 그렇지 않고 고구려와 예 및 한의 위치를 설명하는 과정에 이름만 언급하고 있는 것일까? 이는 무엇을 의미하는 것일까? 이는 당시의 조선과 낙랑은 부여와 고구려 등과 비교할 던 한사군에 대한 기록은 아니라고 할 수 있다. 한사군에 대해서는 에서 '동이열전’과는 별도로 '군국지'에 기록되어 있는데, 그 위치를 보면 한사군이 열국이 있던 만주와 연해주, 한반도에 있지 않았음을 알 수 있다. 따라서 '동이열전'나 '오환선비동이전'에 보이는 낙랑은 한사군의 하나인 낙랑군과는 다른 것이다.또한 '동이열전'이나 '오환선비동이전'에 나오는 열국 가운데 조선, 낙랑, 대방이 나오는데 지난날 학자들이 이 조선·낙랑·대방을 한사군의 낙랑군과 대방군으로 본 것은 명백히 오류이다. 만일 조선이 낙랑군에 속해 있던 조선현이라면 낙랑군과 대등하게 표현할 리 없을 것인데 '동이열전'에는 고구려 남쪽에 조선이 있었고 한의 북쪽에 낙랑이 있었다고 조선과 낙랑을 대등하게 '동이열전'에는 서로 다른 두 개의 조선이 등장한다. 하나는 예전(濊傳)에 등장하는 조선으로 예와 옥저 그리고 고구려를 모두 차지하고 있었다. 이 조선은 고구려의 영역을 모두 포괄하고 있었으므로 고구려와 같은 시대에 존재한 것으로 볼 수 없다. 오히려 고조선이라고 보는것이 타당할 것이다. 다른 하나의 조선은 고구려전에 나오는 것으로 고구려 남쪽에 위치해 있었다. '오환선비동이전' 예전(濊傳)에는 이 조선이 예의 서쪽에 있었다고 하면서 '지금의 조선'이라고 표현하고 있다. 는 서진시대(서기 265~317)에 편찬되었으므로 이 조선은 고구려가 있었던 시대에 존재한 조선이다.이 조선의 위치는 고구려의 남쪽, 예의 서쪽에 위치해 있었다. 지금의 청천강 남부 유역이다. 그렇다면 이 조선의 실체는 무엇인가? 고조선이 붕괴된 이후에도 그 후예들은 남아 있었다고 하면, 그들이 본래의 위치에서 이동, 오늘날 청천강 남부 유역에서 작은 정치세력을 형성하고 었었다고 볼 수 있다. 때문에 두 개의 조선이 등장하게 된 것이다.같은 맥락으로 낙랑도 고조선의 후예들이 세운 정치세력이라면 이 설화에서 최리의 호동왕자에 대한 태도가 왜 이민족에 대한 적대감을 나타내는 것이 아니었는지 이해할 수 있다. 즉, 낙랑공이다.

사회과학| 2003.03.16| 5페이지| 1,000원| 조회(2,216)

역사, 설화, 낙랑, 호동

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단군신화의전체적인이해

우리의 역사상 최초의 국가는 고조선이다. 또한 고조선을 건국한 이는 단군인데 단군의 이야기는 역사라는 면보다는 신화로써 우리들에게 더 가깝게 다가와 있다. 그러면 단군과 고조선에 대해 알아보자.우선 단군이 고조선을 건국한데 대해 역사적 사실로서의 고조선과 단군신화를 어떻게 이해하여야 할 지 생각해 보아야 한다. 단군 신화는 삼국 유사와 제왕운기 등에서 그 자료를 찾을 수 있는데 이 자료들은 고조선이 멸망한 후 상당시간이 흐른 뒤에 기록된 글이다. 그러므로 이 책에서 사용되는 단어들에 의해 우리나라에 그 단어들이 사용된 시기 이후에 고조선의 건국이 성립되었다는 이야기 이므로 고조선은 허구라는 논거가 제기되었다. 그러나 역사의 기록은 역사가 기록되는 시기의 용어와 문화에 따라 기술되고 또한 건국신화에 나오는 천손강림신화는 고대 국가들의 건국신화 유형으로 많이 사용되고 있었다. 게다가 신화에 나오는 곰은 곰을 토템신앙으로 믿는 부족국가의 수용으로 볼 수 있는데 실제로 고조선의 영역으로 생각되는 흑룡강 유역의 퉁구스족이 단군신화와 유사한 면을 보인다.그렇다면 우리의 역사 내에서 단군과 고조선은 어떻게 인식되어왔을까.보통 한 국가가 멸망하면 다음 국가가 전 국가를 계승, 흡수하여 발전을 하게 되는데 고조선은 멸망하면서 그 지역에 중국왕조의 군현이 설치되어 후대의 국가는 고조선이 있었던 지역이 아닌 그 외곽에서 발전하게 되었다. 그에 따라 고구려와 신라는 각자의 건국기원을 독자적인 천손에서 찾았고 백제는 부여와 고구려에서 찾았다. 그러므로 고조선의 건국 신화와는 별개의 건국기원이 있기 때문에 고조선의 계승 의식은 거의 보이지 않았다.역사가 고려시기로 넘어오면서 단군의 건국신화는 재조명되기 시작한다. 고려 후기 전국에서 일어나는 반란과 봉기들이 삼국 분립적 역사계승의식에서 비롯되었고 곧 이어 몽고의 침공이 있었는데 몽고의 침공에 대항하려면 민중의 일치되는 의식이 필요했으므로 하나의 국가에서 민족이 시작되었고 자신들은 그 후예라는 인식이 필요했다. 그것이 바로 고조선이었다. 단군은 ‘우리’의 동원성, 독자성, 유구성으로 기자는 문명화의 상징으로 내세워진 것이다.조선시대에는 관에서 편찬하는 사서나 개인이 쓴 사서에서 고조선을 시원으로 하는 것이 일반화 되었다. 아이들의 학습서인 동몽선습에서부터 도공, 무당 등 사회 저변까지 단군에 대한 숭상은 여러계층의 사람들 사이에 널리 퍼져나갔다.근대에 들면서 단군에 대한 인식에서 ‘한겨레, 한핏줄’이라는 말이 상징적으로 표출되었는데이는 당시의 신분제를 혼란스럽게 만들 수 있는 것이었다. 조선후기 이래 계속되는 사회변동속에서 신분제는 폐지되었고 약육강식이 행해지는 만국체제로 편입된 뒤 제국세력의 침략에 직면하게 되면서 단군은 새롭게 인식된다. 근대적인 동포의식과 결합되어 단군은 민족의 상징으로 거듭나게 되었고 이른바 ‘단군 민족주의’가 20세기 초반 민족주의 운동의 주요한 한 줄기를 이루게 된 것이다.해방 후 일제 식민주의 역사가들의 주장은 실증적으로 부정되었다. 청동기시대의 존재를 확인하거나 고조선의 실재가 증명되었고 단군신화가 당대의 것이었음이 논증되었다. 하지만 그 구체적인 고조선사의 연구가 이루어지고 있지 못하여 남북한 학계에서 논란을 거듭하고 있다. 이는 문헌자료의 결핍과 고고학적 발굴성과의 부족 등 객관적인 자료의 한계와 함께, 이 문제를 바라보는 시각의 차이가 작용하였기 때문이다.현대에서는 민족의 집단성, 숙명적 운명공동체성을 강조하기 위해 단군신화를 정치적 용도로 인용하는데 그것이 바로 일민주의이다. 하나의 조상에서 나왔으니 하나의 국토를 갖고 하나의 지도자를 가져야 한다는 것이다. 이런 일민주의는 1950년대 정치권력과 행정력은 업고 사회 다방면에 영향력을 행사하였다. 1970년대에는 잘못된 고조선사를 바로잡으려는 노력이 한층 강화되기도 했다.그렇다면 고조선에 대해 우리는 왜 배워야 하는 것일까. 단군이 여전히 한국인의 마음에 살아있는 실체로 움직이고 있다면 그것이 지니는 상징적인 의미는 엄청난 것이 될 수 있다. 전통은 답습이 아니라 과거의 유산을 오늘날에 재창조하는 작업의 연속인데 단군에게선 그럴만한 요소가 충분히 있고 올바른 방향으로 단군에서의 의미를 찾는다면 우리 민족의 소중한 유산으로 다시 한 번 거듭나게 될 것이다.

인문/어학| 2003.03.16| 2페이지| 1,000원| 조회(390)

신화, 단군, 고조선

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