강제대류 실험보고서

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목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험방법 및 주의사항
1) 실험방법 및 장치
2) 실험 장치
◎강제대류 시험 장치(Forced Convection Heat Transfer Apparatus)

4. 관련이론

5. 실험결과
1) Data Sheet
2) Graph( & & )
3) 실험결과 계산

6. 고찰

본문내용

mmHg)
∴ = (110732× )mmHg ≒ 830.60mmHg
<유량 80 l/min 일 때>
= 0.41 (1kgf = 9.8N)
0.41kgf = (0.41× 9.8)N = 4.018N
0.41 = 4.018 = 4.018× = 40180
= 735mmHg (1atm = 760mmHg = 1.01325× = 101325)
735mmHg = 97992
= 97992 + 40180 = 138172
(1 = mHg = mmHg)
∴ = (138172× )mmHg ≒ 1036.43mmHg
②
<유량 40 l/min 일 때>
19℃ [0℃ = (0 + 273)K]
∴19℃ = (19 + 273)K = 292K
<유량 80 l/min 일 때>
19℃ [0℃ = (0 + 273)K]
∴19℃ = (19 + 273)K = 292K
③
<유량 40 l/min 일 때>
주어진 [TABLE 2]로부터
∴γ= 1.091
<유량 80 l/min 일 때>
주어진 [TABLE 2]로부터
∴γ= 0.968
④
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑤
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑥
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑦
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑧
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑨
주어진 [TABLE 2]로부터 (1mm = 0.001m)
∴= 5mm = 0.005m, = 10mm = 0.01m, = 20mm = 0.02m, = 30mm = 0.03m, = 50mm = 0.05m, = 100mm = 0.1m, = 200mm = 0.2m, = 400mm = 0.4m, = 600mm = 0.6m, = 800mm = 0.8m
⑩
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑪ Average & (℃)
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑫ &
<유량 40 l/min 일 때>
주어진 [TABLE 2]로부터
∴ = 0.0630
∴ = 0.0234
<유량 80 l/min 일 때>
주어진 [TABLE 2]로부터
∴ = 0.0781
∴ = 0.0260
⑬ Re
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑭ Pr
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
⑮ Nu
<유량 40 l/min 일 때>
<유량 80 l/min 일 때>
6. 고찰
① 우선 실험 데이터의 값들을 구하다보니 값들 사이의 비슷한 경향을 볼 수 있었다. Digital Thermometer (℃), 값의 증가하는 정도는 Inside Surface Wall Temperature of Tube (℃), 값의 증가하는 정도와 값에서 동일한 증가 패턴을 보이고 있다는 것을 알 수 있었다. 그래서 생각한 것인데 여기서 측정되는 온도는 관 내부로 전달된 열의 온도가 아닐까싶다.
② 그리고 데이터나 그래프를 보면 일정하게 증가하던 온도와 열전달계수의 값들이 갑자기 눈에 뛰게 변화를 보이는 것을 발견할 수 있다. 단계에서 단계로 넘어가면서부터 변화 폭이 평균적인 수치보다 크다는 것을 알 수가 있다. 이 중에서도 유량 Q=40l/min일 때가 Q=80l/min보다 변화 폭이 더 큰 것을 알 수 있다.
또한 Local Heat Transfer coefficient (), 에서는 열전달계수들의 값들이 아주 큰 변화를 보이고 있다. 심지어 유량 Q=40l/min의 이후에는 그 변화는 생각도 못한 만큼의 변화를 보인다. 그 값이 10배 정도의 증가를 보였다가 음(-)의 값까지 심하게 떨어지는 것을 볼 수 있다. 열전달계수가 음(-)의 값을 보이면 열전달이 안 된다고 쉽게 생각할 수 있는데 여기서 측정된 온도를 보면 그것도 아닌 것 같다. 열전달계수의 커진다는 것은 그만큼 열전달률이 좋아 온도가 많이 상승하고 작다는 것은 그만큼 열전달률이 떨어져 온도가 작게 상승한다는 것을 의미하는 게 아닌가 싶다. 유량 Q=80l/min일 때는 괜찮지만, Q=40l/min일 때 와 의 값에서 큰 변화를 보이는 것과 와 의 값이 음(-)의 값을 보이는 것은, 일정한 열전달을 위해 갑자기 높아진 열전달계수가 음(-)의 값까지 떨어진게 아닐까? 이 실험에서 이 구간이 유량이나 어떤 변수에 의해 이런 변화를 일으킨 것인지, 아니면 실험에 실수가 있었는가를 변수를 달리하거나 반복 실험으로 한번 알아볼 가치가 있는 것 같다. 이 구간에서 공기의 대류에 큰 변화가 있는 것 같다.
③ 데이터 중 평균치를 계산하는 과정에서 , 를 구하기 위한 그 범위에 다른 수학적 계산과는 다른 특징이 있다. 여기서는 변동이 큰 값은 제외하고 그 값의 변화가 일정한 일부분을 택해서 평균치를 구했다. 그래서 일부가 아닌 전체적인 평균값을 내면 그 값의 차이가 어떨지를 한번 알아보겠다.
유량 Q=40l/min 일 때,
유량 Q=80l/min 일 때,
구한 값을 보면 값들이 각각의 구간의 값들과 평균치라고 하기에는 많은 차이를 보인다. 그래서 평균값을 구하는데 있어서 일정한 구간을 정해서 하는 것 같다.
④ 마지막으로 이 실험의 장비가 예전의 오래된 장비여서인지 각 부분별로 표시되는 수치를 읽는데 있어서 어떤 것은 디지털식이고 어떤 것은 아날로그식이라서 수치를 읽는데 일관성이 없는 오류를 범할 수 있을 듯 싶다. 실제로 실험에서 숫자로 나타나는 것은 바로 아는데, 바늘이 가르치는 것은 위치가 애매모호한 경우가 있었다. 그래서 대충 짐작으로 읽을 수밖에 없었다.
⑤ 이번 실험으로 그냥 이론적인 내용만으로 끝났던 수업의 내용을 직접 실험을 하면서 얻어지는 수치로 여러 가지 수치를 계산하고 하면서 다시 한번더 그 내용을 알고 생각하는 기회가 되어서 좋았다.
7. 참고 문헌
①「기본 열전달」 / 도서출판 McGraw-Hill Korea / 저자 Yuns A. cengel
(이종붕 外 5명 공역)
②「쉽게 배우는 열전달」 / 도서출판 인터비젼 / 저자 Yuns A. cengel
(권오붕 外 7명 공역)
③ 강의노트 및 유인물

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강제대류,   열전달,   보고서,   결과,   실험