[기계항공 공학]온도 실험

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레포트 > 공학계열
2010.08.26
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소개글

[기계항공 공학]온도 실험에 대한 자료입니다.

1. 1D Analytic solution

2. Finite Differential Method(FDM)을 이용한 2차원 온도분포
2.1. Finite Differential Method란
2.2. FDM을 이용한 2차원 온도 분포

3. FDM을 통해 구한 1-D, 2-D analytic 온도 분포의 비교

4. 열전대 데이터를 이용한 온도 프로파일

5. TLC의 Hue 값을 이용한 온도 프로파일

6. Analytical Solution, 열전대, TLC 온도 분포 비교

7. Fin effectiveness& Fin efficiency
7.1. Fin effectiveness
7.2. Fin efficiency
7.3. Fin effectiveness의 향상방안
7.4. Fin efficiency의 향상방안

8. Discussion
8.1. Analytical Solution의 오차원인
8.2. Thermocouple(열전대)방법의 오차원인
8.3. TLC방법 분석의 실패 원인

9. 참고문헌

본문내용

이 해로부터 1D fin의 임의의 위치에서의 온도를 구할 수 있다.

실험에서 한 시간이 경과할 때 까지 온도가 계속 증가하였으므로, 한 시간이 경과한 후의 실험 결과가 가장 steady state에 가깝다고 생각할 수 있다. 또한 대기의 온도는 열을 가하기 전의 온도 데이터를 평균낸 값을 사용하였다. 그러므로 마지막 실험에서 base의 온도(39.0℃)와 첫 번째 데이터의 평균 온도(27.0℃)를 대입하였고 실험조건에서의 계수들을 넣어 analytic solution을 구하였다. 결과는 다음과 같다.

그림 1D analytic solution

- matlab code
Code

close all;
clear all;

k=401; %구리의 열전도 계수(W/mK)
h=3.9278; %공기의 대류 계수(W/m^2K)

t_base=39.0; %base에서의 온도(C)
t_inf=27.0; %외부 온도(C), 첫 번째 데이터의 평균

P=204*10^(-3); %fin의 둘레길이(m)
L=300*10^(-3); %fin의 높이(m)
A=100*2*10^(-6); %fin의 단면적(m^2)

m=sqrt(h*P/(k*A));

x=0:0.001:L;
t=t_inf+(t_base-t_inf)*(cosh(m*(L-x))+(h/(m*k))*(sinh(m*(L-x))))/(cosh(m*L)+(h/(m*k))*(sinh(m*L)));

figure(1);
plot(x,t);
grid on;
title('1D analytic solution');
xlabel('높이 (m)');
ylabel('온도 (C)');

2. Finite Differential Method(FDM)을 이용한 2차원 온도분포

1차원으로 가정하여 얻은 결과값이 타당한지 알아보기 위해 FDM을 이용한 2차원 온도 분포를 구하여 그 값을 비교하여 보겠다.

2.1. Finite Differential Method란

Finite Differential Method(유한 차분법)는 2차원 열전도 문제에서 해를 이용할 수 없는 경우에 주로 사용되는 수치해석 방법이다. FDM을 이용해 문제를 풀기 위해서는 먼저 기준(node) 점을 선택하여야 한다. 각각의 기준점은 특정영역을 대표하며, 그 영역에서의 온도는

참고문헌

1) http://www.efunda.com/materials/elements/TC_Table.cfm?Element_ID=Cu
3) 열전달 개정5판, 텍스트북스, 163p
3) Pavia외(문석식외 역), 분광학적 분석입문, 자유아카데미, 2000, p19
4) Nina Hall, The New Chemistry, Cambridge, 2000, pp78∼79

#기계항공 #기계 #온도 #항공 #공학

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