Ⅰ. 전도열전달 실험
1. 실험목적 및 이론
가. 실험목적
본 실험에서는 열이 1차원 정상상태 (one-dimensional, steady-state) 조건하에서 열확산에 의하여 전도열전달 되는 실험 과정을 수행하여 고체의 “열전도계수(thermal conductivity)"를 측정한다.
나. 이론적 배경
1차원 전도열전달에서 열에너지의 전
1. 전도열전달 실험
1) 실험목적
본 실험에서는 열이 1차원 정상상태(one-dimensional, steady-state) 조건 하에서 열확산에 의하여 전도열전달 되는 실험 과정을 수행하여 고체의 “열전도계수 K(thermal conductivity)"를 측정한다.
2) 이론적 배경
1차원전도열전달에서 열에너지의 전달 방향은 한 방향이
③ B형 열전대(0~1600℃)
양극(+)소선은 70%백금과 30% 로듐 합금선이고 음극(-)소선은 94%백금과 6%로듐 합금 선이다. 이 열전대는 1200~1800℃ 정도의 고온 측정에 맞도록 디자인되어있다. 이 열전대의 특징은 상온 부근에서 매우 작은 제베크 계수를 가져 거의 0에 가깝다. B형 열전대의 사용 온도구간이 1000℃
전도-대류는 흐름조건에 예민하고, 온도 준위에 비교적 영향을 받지 않는다.
a)전도열전달 b)대류열전달 c) 복사열전달
<열흐름의 세 가지 형태>
구분
관계식
파라미터
비고
전도열전달
열전도율 k
(물질의 고유 성질)
Fourier의 열전도법칙
대류열전달
열전달 계수 h
(유체의 상황)
Ne
열전달을 전도라고 하며 대류는 표면과 이와 다른 온도를 가지고 운동하고 있는 유체사이에서 발생되는 열전달을 뜻한다.
3. 열전도도의 정의
어떤 특정 물체에서 열이 고온부에서 저온부로 전달되는 정도를 온도차와 거리를 표시할 때 사용되는 비례계수라고 한다. 열전도의 크기를 나타내는 물성
전도에 움직이는 유체 분자에 의해 열에너지가 전달된다는 개념을 더한 것이다.
- 종류
- 자연대류 : 유체의 ρ는 T↑일 때 작아진다, 이러한 밀도차에 의해 일어남
- 강제대류 : 펌프, 송풍기 등에 의해 일어나는 대류, 고체 표면 위의 유체의 밀도 차가 생성되지 않으며, 더 높은 열전달 계수를 갖는다
2) 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer)
매뉴얼에 주어진 h값의 표를 보간하여 이번 실험에서 사용할 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer) h를 구하도록 하겠다. steady state에서의 온도는 다음과 같이 주어진다.
22.63°
41.3°
26.9°
위의 값들을 이용하여 매뉴얼에 주어진 표
열 흐름(Heat flow)
물질 내에서 온도구배(Temperature gradient)가 존재하면 언제나 발생되며, 열 흐름을 계산하기 위해서는 필연적으로 온도분포를 알아야 한다. 열 흐름을 이해하는 데는 서로 다른 세 가지 열 흐름 메카니즘을 고려하는 것이 보통이다. 즉 전도(Conduction), 대류(Convection), 및 복사(Radiation)가 그