열전도도 실험 & 열전달계수 측정실험

소개글

열전도도 실험 & 열전달계수 측정실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목

2. 실험 방법

3. 실험 결과

4. 고찰

본문내용

구하면 다음과 같다.
,
열전도도 계산값
실험 1) 100 로 고정시키고 시편의 온도 측정 실험
실험 2) 다시 한번 100 로 고정시키고 시편의 온도 측정 실험(가열하고 난 후)
실험 3) 200 로 고정시키고 시편의 온도 측정 실험
열전도도 실험값과 이론값의 오차
1.SUS 304
가장 많이 사용하는 스테인레스 강이다. 화학성분비로 Cr: 18, Ni: 8, Fe: 나머지 성분
뛰어난 내식성을 갖고 있지만, 염소 성분에 약하기 때문에 해수나 소금 성분이 많은 하수와 직접 접하는 부분은 가격은 비싸지면 Mo 성분을 첨가한 SUS 316 사용한다.
PERRY'S hand book에서 찾은 SUS304의 열전도도:
100℃ 200℃
단위 환산
실험값과 비교하여 보면
이론값
실험값
1회차(100℃)
13.97kcal/m.hr.℃
2.845kcal/m.hr.℃
2회차(100℃)
13.97kcal/m.hr.℃
2.602kcal/m.hr.℃
3회차(200℃)
15.1kcal/m.hr.℃
2.729kcal/m.hr.℃
2.오차
실험1)100℃일때
실험2)100℃일때
실험3)200℃일때
항류,병류 열전달계수 구하기
이중열교환기 Data
A-type
B-type
T1(입구 관벽온도)
34
39.6
T2(출구 관벽온도)
37.6
30.9
T3(hot 입구온도)
45.5
43.9
T6(hot 출구온도)
40.4
38.6
T7(cool 입구온도)
17.6
32.7
T10(cool 출구온도)
33
18.2
h는 △h = 식을 이용하여 구하였으며
U는 △U = 을 이용하여 구하였다.(단위조작(5th)책 p.270~p.282의 식 참조)
A-type (병류)
Hot ℃
Cool℃
Hot유량
cool유량 20g/sec
Hot
Cool
Hot
Cool
B-type(향류)
Hot ℃
Cool℃
Hot
Cool
Hot
Cool
4. 고찰
열전도도 실험
① 첫번째로 정상상태의 유지가 잘 안된 것같다. 식의 유도과정을 보면 정상상태라고 가정하고 heat flux가 같다고 하면서 식을 유도하기 시작했는데, 현 실험은 정확하게 정상상태를 유지되었다고는 볼 수가 없다.
②단열이 완벽히 되었다고 볼 수가 없다. 구리와 스테인리스스틸이 담겨있는 곳을 단열재(솜)로 단열시켰지만 그 내부를 완전하게 단열할수 없었을 것이다.
③그래프 상에서 온도차를 읽었지만, 눈금을 정확하게 읽지 못했다. 그 이유는 그래프를 임의로 자로써 그려 정확하지 않을뿐더러 엑셀 등을 사용하지 않았으므로 오차가 생겼을 것이다.
실험 결과를 보면 기준통의 온도강하()는 각 구간에서 거의 일정하다. 각 구간의 온도차가 조금씩 차이나는 이유는 각 구간에서의 접촉저항 때문이라고 생각된다. 시료편이 있는 구간은 시료편의 두께가 다르기 때문에 기울기가 다르게 나타났다.
실험 결과를 보면 실험 1, 2와 실험 3에 있어서 값이 차이가 조금 난다. 여기서 값이 조금씩 차이가 나는 이유는 푸리에법칙에서 찾을 수가 있다. 푸리에법칙은 가 온도구배에는 무관하지만 온도 자체에는 꼭 무관하지 않다는것을 나타낸다. 보통은 값이 일정하다고 보지만 즉, 좁은 범위의 온도에서 는 일정하다고 생각할 수 있으나 큰 온도구간에서 는 다음 형태의 식에 의해 추정할 수 있다.
(a와 b는 실험상수이다.)
또한실험에서 값과 값이 차이가 나는 것은 시료편의 두께차이에서 오는 것이다. 즉 시료편이 두꺼운 것(4mm)은 그 만큼 얇은것(2mm)에 비해 열손실이 오기 때문이다. (by R=B/)
실험을 통해서 계산된 (SUS304)시료가 구리(Cu)보다 열전도도가 훨씬 작은 것을 알 수가 있었다.
열전달계수 측정 실험
향류와 병류에 대해서 구체적으로 알 수 있었다.
병류 즉 평형류는
----> 고온유체와 저온 유체가 교환기의 같은
----> 쪽에서 들어가서 같은 방향으로 흐른다.
---->
향류는
<---- 고온유체와 저온 유체가 교환기의 같은
----> 쪽에서 들어가서 다른 방향으로 흐른다.
<----
또한 열교환기를 통한 향류 병류의 열전달계수 측정은 데이터를 구하는 과정에서는 별 어려움이 없었으나 대수평균온도차와 계수를 구하는 식에 대한 숙지도가 낮아서 계산하는데 어려움을 겪었다. 이 실험도 기기의 노후로 인하여 맥시멈온도에서 실험을 하여야 하나 거기에 미치지 못한 온도에서 실험을 시작하여 정확한 실험을 하지 못한 것 같다. 이번실험을 통해 향류, 병류의 특성을 알고 또 그에 대한 장점도 알게 되었고, 실험의 오차를 규명하는 방법을 배웠다.

키워드

열전도도,   열전달,   고찰,   화학공업실험