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  • 유도가열 장치를 이용한 발열실험
    Ⅰ. 목적 및 개요시편의 종류에 따른 유도자기가열 발생기에서 발생하는 열을 측정한다.Ⅱ. 재료 및 장비· Cu · Fe· Ni-Cu 70% · Ni-Cu 72%· Stainless steel 304 · Duplex stainless steel 329A· chamber · Induction heating system· Vernier Calliper (길이) · micrometer (두께)· ThermometerⅢ. 실험 방법① 시편 제작6개의 재료를 길이 25mm로 일정하게 하고 무게와 두께를 측정한다.두께(mm)무게(g)Cu1.050.18Ni-Cu 70%0.850.13Ni-Cu 72%0.860.13Fe1.170.21SS 3040.730.09DSS 329A cogne0.780.10② 주변에 의한 열변화의 최소화를 위해서 tube를 polystyene foam 가운데 넣는다.③ Chamber에 시편을 넣은 뒤 0.8l의 물을 붙는다.④ Chamber의 벽에 시편이 닿지 않도록 주의하면서 고주파 유도 가열을 30분간 한다.⑤ 0.5초 간격으로 온도변화를 측정한다.Ⅳ. 실험 결과엑셀을 이용하여 측정한 온도변화 값을 그래프로 그렸다. 그리고 각 시편 1g당 1초동안의 발열량의 발열하는지를 알아보기 위해 순간 발열량을 계산하여 그래프를 그려보았다.순간 발열량= {4.184(J)} over {시편무게(g) Times Dwell time(sec) }Dwelltime=Endtime-Sta rtt imeⅤ. 실험 결론이번 실험에는 Cu가 30%와 28%를 각각 포함된 Ni을 사용하였다. Ni-Cu 70%는 43℃정도에서, Ni-Cu 72%는 55℃정도에서 온도가 일정하게 유지되었다.그리고 Cu와 stainless steel 304은 30℃정도에서 온도가 유지되어 온도변화가 거의 없었다.반면에 Fe와 Duplex stainless steel 329A의 온도변화를 보면 Ni-Cu 70%나 Ni-Cu 72%, 그리고 Stainless steel 304, Cu의 온도변화와는 다르게 온도가 일정하게 유지되는 지점이 나타나지 않고 계속 증가하여 비가열물인 물의 끓는 점 100℃이상까지 올라가는 것을 볼 수 있었다.유도가열은 도전성이 있는 물체를 변화하는 자계의 가운데 넣어 가열하는 방법을 말하는데, 가열되는 물체는 물체는 반드시 전도성이 있어야 한다. 그러나 curie 온도 이상으로 가열하면 자성을 잃게 되어 발열이 일어나지 않는다. 그래서 온도가 일정하게 유지된다.Cu, Ni-Cu 70%, Ni-Cu 72%, Stainless steel 304의 경우 온도가 일정하게 유지되었다. 이 온도가 curie 온도라는 것을 알 수 있다.하지만 Fe와 Duplex stainless steel 329A에서는 curie 온도를 찾을 수가 없었다.앞에서도 말했듯이 유도가열은 자성과 관련이 있다. 발열체가 반자성체일 때보다 강자성체일 경우에 더 많이 발열되었다. Fe는 강자성체로 유도가열이 많이 일어난다. 이번 실험을 통해서는 Fe와 Duplex stainless steel 329A의 curie 온도를 측정할 수 없었지만 100℃이상이라는 것을 알 수 있다. 참고로 유도 강자성체인 Fe의 퀴리 온도는 768℃이다. (자철석-575℃, 적철석-675℃)자성을 가지는 물질을 잘 조절하면 curie 온도를 어느 정도 변화시킬 수 있다.유도 강자성체인 순수 Ni의 퀴리 온도는 350℃이다. 하지만 실험에 사용된 Ni-Cu 70%와 Ni-Cu 72%의 온도변화를 통해 Cu의 함유량이 많아질수록 발열량이 적어진다는 사실을 알 수 있다.
    공학/기술| 2003.06.15| 14페이지| 1,000원| 조회(829)
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