열전도도결과

소개글

열전도도결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험제목

실험목적

실험 이론

실험 방법

기구 및 시약

실험결과

토의 및 결과

결론

참고문헌

본문내용

구간사이의 온도변화는
29 + 5*0.083 = 29.415 ° C
그러므로 = 53.585 ° C - 29.415 ° C = 24.17 ° C
③ D
구리를 시험편으로 했을 때 = 2.75° C ( LR = 30mm)
즉, 1mm당 0.0917° C 온도가 변화가 있음을 알 수 있다.
t4와 t5 사이에서 를 구하면
t4에서 시험편까지의 거리는 5mm이므로 그 구간사이의 온도변화는
96 - 5*0.0917 = 95.542° C
마찬가지로 t5에서 시험편까지의 거리는 5mm
그 구간사이의 온도변화는
77 + 5*0.0917 = 77.459° C
그러므로 = 95.542° C - 77.459 ° C = 18.083° C
같은 방법으로 t6와 t7 사이에서 를 구하면
t6에서 시험편까지의 거리는 5mm이므로 그 구간사이의 온도변화는
73 - 5*0.0917 = 72.542° C
마찬가지로 t7에서 시험편까지의 거리는 5mm
그 구간사이의 온도변화는
35 + 5*0.0917 = 35.489° C
그러므로 = 72.542° C - 35.489° C = 37.083° C
◎ 시험편의 열전도도 구하기
, = test piece와 standard cylinder 사이의 간격에 의한
열전도도와 test piece의 열전도도를 포함한 열전도도
kR = 320kcal/mㆍhrㆍ℃
번호
종 류
(℃)
(℃)
(℃)
1
A
3.25
29.92
39.92
2
B
3.75
33.75
18.79
3
C
2.5
24.17
42.17
4
D
2.75
37.083
18.083
≪ A ≫
→( T6 ～ T7 )←
= 3.25 [℃] * 2 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 29.92 [℃] * 30[mm]
= 2.32
→( T4 ～ T5 )←
= 4.16 [℃] * 4 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 39.92 [℃] * 30[mm]
= 4.45
k = 4 [mm] -2 [mm] / { (4mm/4.45) - (2mm/2.32) }
= 54.34 kcal / m hr CENTIGRADE
≪ B ≫
→( T6 ～ T7 )←
= 3.75 [℃] * 2 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 33.75 [℃] * 30[mm]
= 2.37
→( T4 ～ T5 )←
= 3.75 [℃] * 4 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 18.79 [℃] * 30[mm]
= 8.52
k = 4 [mm] -2 [mm] / { (4mm/2.37) - (2mm/8.52) }
= 1.38 kcal / m hr CENTIGRADE
≪ C ≫
→( T6 ～ T7 )←
= 2.5 [℃] * 2 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 41.17 [℃] * 30[mm]
= 1.3
→( T4 ～ T5 )←
= 2.5 [℃] * 4 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 24.17 [℃] * 30[mm]
= 4.413
k = 4 [mm] -2 [mm] / { (4mm/1.3) - (2mm/4.413) }
= 0.762 kcal / m hr CENTIGRADE
≪ D ≫
→( T6 ～ T7 )←
= 2.75 [℃] * 2 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 18.083 [℃] * 30[mm]
= 3.244
→( T4 ～ T5 )←
= 2.75 [℃] * 4 [mm] * 320 [kcal/mㆍhrㆍ℃] / 37.083 [℃] * 30[mm]
=3.164
k = 4 [mm] -2 [mm] / { (4mm/3.244) - (2mm/3.164) }
= 3.328 kcal / m hr CENTIGRADE
미지의 열전도도의 상대적인 크기 : A>D>B>C
금속의 열전도도의 상대적인 크기 : 구리>알루미늄>황동>스테인레스
따라서 실험치에서의 오차를 고려하여
A=구리
B=황동
C=스테인레스
D=알루미늄
☞ 이번 실험은 고체의 열전도를 이해하고 각각의 금속에 따른 열전도도를 구해보는 실험이었다. 실험 결과 우리가 구한 열전도도는 실제 문헌에서 찾아본 각 물질의 열전도도와 매우 큰 차이를 보였다. 따라서 미지의 금속과 주어진 금속의 열전도도의 상대적인 크기관계를 비교하여 미지의 금속이 어떤 금속인지 유추해야만 했다. 절대적인 열전도도의 크기에서는 상당한 차이를 보였다. 정상상태를 유지 하기 위하여 200도의 열원이 될 때까지 충분히 기다렸다가 실험을 하게 되었으며, 흐르는 유체의 유량을 일정하게 하고, 접촉면에서의 저항을 최대한 줄이기 위하여 기준면을 확실히 조이려고 하였다.
실험 장치에서 공극이 존재하겠지만 공기층의 두께가 얇아서, 대류 열전달은 거의 없을 것이며, 공기의 열전도 계수는 대단히 작기 때문에 큰 오차가 발생하지는 않을 거라 생각된다.
이번실험을 진행하면서 결과에서 볼 수 있듯이 매우 큰 오차가 발생 하였다. 이는 200도 까지 올려주었다가 한 금속을 측정한 후 식혀주고 다른 금속으로 다리 온도를 올려 주어야 하는데 시간 관계상 어느 정도 온도가 내려가면 실험을 진행하여서 각 금속마다 완벽한 조건을 만들어 주는 것이 힘들었다. 또한 금속과 금속사이의 간격이 없어 대류에 의한 열 이동이 없게 해주어야 하는데 이 또한 수작업을 통해 이루어지다 보니 암만 꽉 조여서 빈틈없이 연결하려고 해도 어느 정도 공극이 생겨 실험결과에 준 것으로 사료된다. 그리고 무엇보다 T1과 T2에서의 온도측정 기구가 망가져서 온도 측정이 불가능 하였다. 이는 보다 정확한 온도구배를 측정하는 데에 있어서 불리하게 작용하였다.
이번 실험을 통하여 열전도에 경향과 영향을 주는 일반적인 성질을 이해 할 수 있었고, 정상상태 열이동으로부터 얻은 값을 Fourier법칙을 응용한 식에 대입하여 고체의 열전도도를 구할 수 있었다.
6. Reference
1) 열전달 / 사이텍 미디어 / Frank P. Incropera/David P.DeWitt / P.2～13
2) 화공유체역학 / Noel de Nevers / 희중당 / p.84～85, 184～194
3) 화학 공학 실험 / 성기천 외 2 / 사이텍미디어 / p.417～428
4) 단위조작입문 / 박창호 외 4 / 지인당 / p.79～82

키워드

열전도도,   열전도율,   열전도도결과,   열전도율결과,   thermal conductivity,   화학공학실험