분야
docx2. 이론해석
3. 실험장치
4. 실험준비
5. 실험방법
6. 실험 보고서
7. 결론
8. 참고문헌
실험을 통해 대류열전달의 기본 법칙와 특성들을 확인해 보고 가열된 평판(Flat plate),Pin판 또는 Fin판 위에서 자연대류와 강제 대류일 때 열전달의 차이를 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 수행한다.
1)수직 평면에서의 자연대류(free convection from a vertical flat surface)
2) 수직 평면에서의 강제대류(forced convection from a vertical flat surface)
2.이론해석
1)수직 평면에서의 자연대류
가열된 수직 평면의 표면적 A에서 자연대류에 의한 열전달량은
Q=hA(t_H-t_A) (1)
이 식을 Newton의 냉각법칙(Newton’s law of cooling)이라고 한다. 길이 x=L인 수직평판 위에서 층류/난류으름 전 영역에서 경험식에 위한 평균Nu수는
Nu_(L,men)=〖[0.825+〖〖0.387Ra〗_L〗^(1/6)/〖〖{1+(0.492Pr)〗^(9/16)}〗^(8/27) ]〗^2 (2)
여기서
A : 수직판 면적 (m2), x, y (0.1m x 0.11m = 0.011m2 )
tH: 히터온도(K), tA: 대기온도(K)
L : (x+y)/2(m), x, y: 수직판 높이, 세로
Nux: Nusselt 수, hx/k
Pr : Prandtl 수, 〖μc〗_p/k
Ra : Rayleigh 수, GγPr
Gγ:(〖βgρ〗^2 L^3 (t_H-t_A))/μ^2 , Grashof 수
β : 공기 체적팽창계수 (1/K, 이상기체 : 1/T)
g : 중력가속도 ( m/sec²), ρ : 공기 밀도 ( kg/m³)
μ : 공기 점성계수 ( kg/m,sec ), k : 공도 열전도도 ( w/m,K )
Gγ: 공기 비열, ( J/kg,K )
공기의 상태치 값들을 구하기 위해 공기의 평균온도 를 이용한다.
평균 열전달계수는
공기의 상태치 값들을 구하기 위해 공기의 평균온도 ((t_H+t_A)/2) 를 이용한다. 평균 열전달계수는
h_(L,men)=(Nu_(L,men) k)/L (3)
