[결과] 자연대류와 강제대류 (Natural and Forced Convection)

소개글

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목차

1. 서 론
1) 서론
2) 실험에 사용된 식

2. 실 험
1) 실험 준비
2) 실험 방법
3) 실험 기구

3. 실험결과

4. 고찰 및 개선 사항
1) 결과 분석
2) 오차 분석
3) 주의 사항
4) 개선 사항

5. 결 론

6. 참고문헌

본문내용

자연대류의 변수는 계의 크기로 밀폐된 공간에서와 밀폐된 공간 외부에서 2번의 실험을 하였다. 강제대류는 풍속의 강약과 송풍기와 온도계와의 거리차이를 이용하여 풍속변화를 변수로 하여 실험하였다. 자연대류실험의 오차의 원인은 밀폐된 공간을 완벽하게 외부와 격리된 계로 만들 수 없었고 그만큼 계가 작아져서 오차가 생겼고 온도계의 뜨거운 온도가 밀폐된 공간속 대기에 영향을 미쳐 오차가 생겼다. 강제대류실험의 오차의 원인은 송풍기의 위치에 따라 풍속이 변하기 때문에 살짝만 위치가 변하여도 풍속이 변하기 때문에 오차가 생겼다. 그리고 온도계를 구로 가정하고 하기였기 때문에 열전달 계수의 오차가 크게 생겼다. 자연대류와 강제대류의 공통적인 오차의 원인은 90°C정도의 온도계를 실험에 사용하기 때문에 주변과의 온도차가 커서 초기온도변화 값이 빠른 속도로 변한다. 그래서 온도계의 물을 닦아내고 첫 번째 온도를 측정하는 것에 어려움이 있어 오차가 발생했다.
3) 주의 사항
① 온도계의 온도가 90도 정도 되기 때문에 항온조 에서 꺼내어 물기를 닦을 때 화상에 주의해야한다.
② 처음 시간을 측정할 때에는 주변과의 온도 차가 커서 온도가 빨리 떨어지기 때문에 온도 측정에 집 중해야한다.
③ 송풍기의 위치마다 풍속이 다르기 때문에 온도계 가 위치하는 위치에서 풍속을 정확히 측정해야한다.
④ 열전달 계수를 구할 때 온도계의 길이와 직경을 필요로 하기 때문에 꼭 측정해야하고 실험을 할 때 에는 한 개의 온도계를 가지고 실험을 해야 한다.
⑤ 실험실에 있는 온도계들은 온도계보정을 하지 않 아 조금씩 온도가 다르기 때문에 실험을 하기 전에 실험에 사용할 온도계로 대기온도를 측정하고 실험 을 해야 한다.
4) 개선 사항
① 자연대류 실험을 할 때, 자연대류 실험장치에 스 탠드가 들어가지 않아서, 온도계를 걸어놓을 만한 장치를 제작하여 실험하였다.
② 송풍기가 흔들리는 것을 방지하기 위해서, 팬 부 분과 받침대 사이에 휴지를 끼워 넣어 고정시켜 바 람의 방향을 일정하게 하였다.
Figure.3 온도계 고정장치
5. 결 론
실험을 통해서, 자연대류의 경우가 강제대류의 경우보다 온도가 더 느리게 떨어진다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 자연대류의 경우, 밀폐된 공간에서의 온도가 더욱 느리게 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그리고 강제대류의 경우, 풍속이 빠를수록 온도가 더 빨리 떨어짐을 확인 할 수 있었다. 실제 계산을 해보면, 온도가 빨리 떨어질수록 열전달계수(h)값이 더 큰 것을 확인 할 수 있다.
대 류
열전달계수(h)
자연대류 VS 강제대류
자연대류 < 강제대류
자연대류
밀폐 ○ < 밀폐 ×
강제대류
풍속 ↑ > 풍속 ↓
Figure.4 각 상황 별 열전달계수 비교
6. 참고문헌
화공 현상 실험 준비실, 『화공현상실험』, 단국대학교
공과대학 화학공학과, 1997
Warren L. McCabe, 『단위조작』, McGraw-Hill
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Natural and Forced Convection,   자연대류,   강제대류,   자연,   강제,   대류현상