[A+] heat sink 실험 레포트

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장비
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결론 및 고찰

본문내용

적외선(8～14um)이 방출된다. 이때 방출되는 적외선을 감지해 전기적 신호로 변환해서 화면으로 보여주는 것이다.
1) 열화상 카메라 원리
적외선(Infrared light)은 가시광선(visible light)보다는 파장이 길고 마이크로파(Microwave)보다는
파장이 짧은 700㎚ ～ 1㎜ 파장 대역의 전자기파를 말한다.
열화상 카메라는 피사체에서 방출되는 적외선을 감지해 물체 온도를 측정한다. 따뜻한 모든 물체
는 일정한 경로를 따라서 에너지를 발산한다. 흑체는 다른 에너지원으로부터 간섭을 받지 않고, 외부로 열을 반사하지 않으면서 자체적 이상적인 에너지를 발산한다.
2) 흑체(Blackbody)
자기에게 입사되는 모든 파장대의 복사에너지를 완전히 흡수하는 이상적인 물체. 흑체의 성능은
가격에 따라 다른데, 아주 높은 품질의 흑체는 외부 에너지원으로부터 발산되는 에너지를 대부분
반사시키지 않는다. 좋은 흑체의 발산 수치(방사율)는 0.999까지 올라가는데, 신체 온도 측정을 위
한 발산 수치는 0.95 ～ 0.99면 충분하다.
3. 실험 장비
DC 파워 서플라이
교류 전류를 안정적으로 사용할 수 있도록 직류로 변환해 전원을 공급하는 하드웨어이다.
열전대(Thermocouple)
열전대는 제베크효과를 이용하여 온도를 측정하기 위해 두 종류의 금속으로 만든 센서이다.
이번 실험에서 사용하는 열전대는 Omega 사의 5TC-TT-T-30-36이다.
데이터로거(Date logger)
아날로그 신호를 A/D 변환기에 의해 디지털 신호로 변환하고 저장한다.
단열재
히트싱크 베이스에서 하단면으로의 열손실을 최소화하기 위한 장치이며, 이번 실험에서 쓰인 단열재는 열전도율 값이 0.047이다.
열화상카메라
열복사에너지 기반 온도작 획득 광-전자 디지털카메라
4. 실험 방법
1) Power supply(전원공급기)를 이용 film heater(전압을 받으면 열이 올라가는 얇은판)에 열율 공급한다.
2) Data logger(신호변환기/아날로그값을 디지털 데이터값으로 변환)를 통해 Heat sink에 부착된
Thermocouples(열전대)가 계측한 온도 값을 읽고, 열화상 카메라로 heat sink 온도장을 획득하고
비교한다.
3) 정상 상태에 도달 할 때까지 Heat sink 온도와 외기 온도 (T∞)를 적절히 기록한다.
4) h 값을 위의 식을 이용해서 구한다.
5. 실험 결과
1) 열전대 측정값
2) IR카메라 측정값
3) 정상 상태에서 h값 (W/㎡-K)
q = heat flow rate, W
h = heat transfer coefficient(열전달 계수), W/(㎡-K)
A = heat transfer surface area(열전달 면적), ㎡
△T = difference in temperature between the surface and the surrounding fluid, K (센서 3개 온도
가 정상상태가 되었을 때의 평균값T 대기온도T )
q = Voltage × Current = 50 × 0.355 W = 17.75W
A = 0.075*0.075 + 23*0.006*π*0.05 + 2*6*23*0.002*0.04 + 2*6*23*0.0005*0.002= 0.049657985㎡
6. 결론 및 고찰
열전대를 이용하여 구한 ΔT의 값이 IR카메라를 이용하여 구한 ΔT의 값보다 작게 나왔다.
열전대를 이용하여 구한 h의 값은 평균 10 내외로 나왔고, IR카메라를 이용하여 구한 h의 값은 평균 9 내외로 계산되었다.
이 실험을 통해 열전대와 IR카메라의 원리를 알게 되었고, 뉴턴의 냉각법칙을 통한 열전달계수의 계산을 하는 법을 알게 되었다.

키워드

heat sink실험,   열전대,   열화상카메라,   heat sink,   뉴턴의 냉각법칙