유체의 대류 (Convection)

목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험방법 및 주의사항

4. 참고문헌

5. 결과

6. 고찰

7. 결과 참고문헌

본문내용

기가 흐르고 있을 때 이 공기 흐름에 의해
발생된 손실 열량이 공기의 유속과 관계가 있다는 원리를 이용한
기구이다. 분진이 센서에 달라붙으면 센서의 민감도가 떨어지므
로 주의한다. Velometer와 같이 급기 및 배기 개구의 유속을
바로 측정할 수 있으며, 적절한 부속장치를 접속시키면 정압도
측정할 수 있다.
<그림2 (1)은 자연대류 (2)는 강제대류를 나타냄>
(3-2) 실험방법
① 300ml 비커에 물과 온도계를 넣고 가열기에 올려놓아 80℃까지 가열한 다.
② 온도계를 급히 꺼내 수건으로 온도계 구에 물기가 없도록 깨끗이 닦는다.
③ 자연대류에 의한 온도 강하를 시간에 따라 읽는다.
④ 온도계의 구를 송풍기 출구에 노출 시키고 구의 온도 강하를 시간에 따라 읽는다
⑤ 송풍기의 속도를 조절하여 여러 유속에서 위④번을 반복한다.
4. 참고문헌
(1) “Fluids Mechanics”,윤순현 외, ㈜사이텍미디어, (2002) 65p 272p
(2) “Transport Processes & Unit operation”, 서명교외3인 대웅 (2002)
265p(그림), 475p, 478p, 529p
(3) “열전달”, 이택식 외, 희중당 (1989) 255p ~ 275p
결과리포트
실험제목 :
대류 (convection)
조:
2조
학 번 :
2001126036
이 름 :
노 승 영
1. 실험결과
상온냉각(ntural convection)
풍온냉각(forced convection)
0
80
0
80
1분
47
10초
58
2분
38
20분
48
3분
32
30초
30
4분
29
40초
35
5분
27.2
50초
31.5
6분
26.1
1분
29
7분
25.2
1분20초
26
8분
25
1분40초
24.2
9분
25
2분
23.5
10분
25
2분20초
23
이 실험의 목적이자 보충이론으로서는 열전도 계수 h에 대해서 알아보자.
h: 열전도계수로서 단위는 cal/(hr)(℃)(cm)
D는 플라스크에 물을 채운 뒤 부피를 재어 구로 가정하고 직경을 잼: 4.24 cm
공기 경막계수
Ave(1.43+1.23+1.17+1.04+0.91+0.82+0.69+0.69+0.69+0.69 /10)= 0.93
위의 경막계수의 평균값를 보고 경막계수와 온도강하의 비례관계 또한 쉽게 알 수 있었다.
처음 자연대류의 실험에서는 온도변화가 미미한 나머지 20분(2분단위)의 실험으로 보다 전체적인 그래프를 얻게 되었습니다.(아래 그래프 참조)
2. 고 찰
우리가 평소에 컵라면을 먹을 때 그냥 먹지 않고 후~ 불어먹는 이유는 강제대류의 효율이 좋은 것을 체득하고 있기 때문이다. 이번 실험의 목적은 서로 다른 물질들이 어느 온도에 도달했을 때 그 도달한 지점부터 온도강하(또는 냉각속도) 차이에 따른 효율을 알아보고자 하는데 있다.
크게는 자연대류와 강제대류에 대한 실험을 하였는데 위의 표와 같이 강제대류에서 한 실험이 상온에서 그대로 둔 것 보다 빠르게 냉각된 것은 선풍기의 바람이 플라스크의 주변의 온도를 낮추어 줄뿐 아니라 주변의 열을 순환시켜주어서 온도강하에 기여하기 때문이라고 분석됐다.
또한 물질의 종류에 따라 어떻게 차이를 보이는지도 알아보았는데, 종류마다 온도강하 차이가 다른 것은 물체의 특성 중 비열이라고 생각된다. 비열의 의미는 열의 함량을 뜻하는 것인데, 비열이 높을수록 오래 열을 가지려는 성질이 크다는 의미로 해석되기 때문에 쉽게 풀렸다.
이로서 유체의 흐름이 빨라지면 열 이동이 많아지고, 그에 따라 물체의 온도변화가 생긴다는 이론을 확실히 증명하는 데이터가 되었고, 유체의 흐름과 더불어 열이 어떻게 전달되고 그때의 에너지 변동은 어떠한지를 알게 된 실험이었다.

키워드

대류,   Convection,   강제대류,   자연대류