복사열전달 -열유체공학실험

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복사열전달 -열유체공학실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적 및 개요
2. 이론
3. 실험

3.1 실험장치
3.2 실험방법
4. 실험 데이터
5. 결 과
6. 고 찰

본문내용

42244
265
16.42
673.207
0.96
297.15
0.41
0.022276
0.0048322
관련 계산식
보간법을 이용한 TO, TR
T(℃)
20
30
200
210
300
310
400
410
EMF(mV)
0.798
1.203
8.137
8.537
12.207
12.623
16.395
16.818
열전대의 기전력에 따른 온도
설정
온도
(℃)
EMF
(mV)
계 산 식
200
8.23
0.94
300
12.24
0.95
400
16.38
0.96
- 나머지 값도 같은 계산식 사용
형태계수 값
,
거리(L)가 340mm 일때
- 나머지 값도 같은 계산식 사용
평균 방사율
C : radiometer calibrated sensitivity constant
: Radiometer의 열량기전력
: Stefan-Boltzmann 상수
: 형태계수
: Sample 표면 온도
: Radiometer 온도
설정온도 200℃, 거리 340mm 일 때 방사율
- 나머지 값도 같은 계산식 사용
엑셀을 이용한 데이터 값 계산
그래프 및 참고 데이터
Chromel-Alumel 열전대의 기전력에 따른 온도

온도(℃)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
온도(℃)
180
7338
7378
7418
7458
7491
7538
7578
7618
7658
7697
180
190
7737
7777
7817
7857
7897
7937
7977
8017
8057
8097
190
200
8137
8177
8216
8256
8296
8336
8376
8416
8456
8497
200
210
8537
8577
8617
8657
8697
8737
8777
8817
8857
8898
210
220
8938
8978
9018
9058
9099
9139
9179
9220
9260
9300
220
230
9341
9381
9421
9462
9502
9543
9583
9624
9664
9705
230
240
9745
9786
9826
9867
9907
9948
9989
10029
10070
10111
240
280
11381
11422
11463
11504
11546
11587
11628
11669
11711
11752
280
290
11793
11835
11876
11918
11959
12000
12042
12083
12125
12166
290
300
12207
12249
12290
12332
12373
12415
12456
12498
12539
12581
300
310
12623
12664
12706
12747
12789
12831
12872
12914
12955
12997
310
320
13039
13080
13122
13164
13205
13247
13289
13331
13372
13414
320
330
13456
13497
13539
13581
13623
13665
13706
13748
13790
13832
330
340
13874
13915
13957
13999
14041
14083
14125
14167
14208
14250
340
370
15132
15174
15216
15258
15300
15342
15384
15426
15468
15510
370
380
15552
15594
15636
15679
15721
15763
15805
15847
15889
15931
380
390
15974
16016
16058
16100
16142
16184
16227
16691
16733
16353
390
400
16395
16438
16480
16522
16564
16607
16649
16691
16733
16776
400
410
16818
16860
16902
16945
16987
17029
17072
17114
17156
17199
410
420
17241
17283
17326
17368
17410
17453
17495
17537
17580
17622
420
430
17664
17707
17749
17792
17834
17876
17919
17961
18004
18046
430
440
18088
18131
18273
18216
18258
18301
18343
18385
18428
18470
440
5. 결 과
1) Conical Shield의 반경(r)은 40 mm이고 Radiometer의 상수는 113.63 이다. Radiometer와 Conical Shield 사이의 거리(L)이라 할 때 Shape factor F12와 r, L 과의 관계식을 유도하고, L=340 , 315 , 290 , 265 에 대하여 Shape factor를 구하여라.
평면각 입체각의 정의
구좌표계에서 dAn의 한점에서의 dA1에 의한 입체각
여기서 이므로 표면i가 확산적으로 방사하고, 방사한다고 가정한다면,
양분을 적분하면, 여기서 출사 Ji는 표면 Ai에 걸쳐서 균일하다고 가정하면,
이를 대입하면 이 된다.
∴
340mm ,
315mm,
295mm,
265mm,
2) Sample로 사용한 Stainless Steel의 표면 온도를 200℃, 300℃, 400℃로 변화시키면서 1)의 네가지 L에 대한 Stainless Steel의 평균 방사율 (mean emissivity)를 구하라. 그리고 거리 L과 표면 온도가 평균 방사율에 미치는 영향에 대하여 논하라.
- 4번 실험 데이터 참조
- 온도와 거리에 따른 평균 방사율이 값이 증가를 하여야하는데 값이 감소하고
있다는 것을 그래프를 보면 알수가 있다. 따라서 실험과정에서 측정하는 데이
터가 잘못되었다는 것을 알수 있다.
6. 고 찰
우선 여러 가지 오차의 원인을 알수 있었다.
실험장비가 진공상태에 있는것이 아니라 대기중에 있어 오차의 원인이 되었다. 또한 기전력을 온도로 변환할 때 보간법을 사용한 것과 거리를 맞출때 정확한 위치에 맞추지 못하여 오차가 발생. 또한 온도를 변환하는 과정에서 열관성으로 인해 오차가 크게 발생했다.
그리고 정확한 기전력을 유지 못한것도 오차의 원인이 되었다.
이번 실험을 통해 온도와 거리에 방사율이 비례하여 증가한다는것을 알았다.

키워드

열유체공학실험,   공학,   실험,   기계과,   기계,   역학