(결과) 실험 1. 고체의 열전도도

소개글

(결과) 실험 1. 고체의 열전도도에 대한 보고서 자료입니다.

목차

5. 실험 결과

6. 결과 분석 및 토의∙건의사항

7. 문제풀이

8. 참고문헌

본문내용

유입된다고 지시계는 나타내고 있다. 만약 온도 측정 센서의 문제라면 우리가 측정한 온도가 정확하다고 할 수는 없을 것이다. 정상상태 유지를 위하여 충분한 시간 유지시켰기 때문에 그것에 대한 영향은 거의 없을 것으로 생각된다. 따라서 지시계와 실제 온도가 다를수도 있고 Setting한 온도 열원 이외의 다른 부가적인 열이 가해졌다고 생각할 수 있는데 전자의 경우가 일반적으로 흔할 것으로 사료된다.
- 또한, 지난 실험인 자연대류와 마찬가지로 주변 환경에 의한 영향이 있을 수가 있으며, 온도 지시계가 나타내는 값이 소수점까지 측정이 가능하다면 더욱 정확하게 정상상태까지 확인할 수 있고 오차를 줄일 수 있을 것이다.
7. 문제풀이
1-1) 두께가 이고 양면의 온도가 각각 , 이며 넓이가 무한한 평판이 있다. 이 평판의 열전도도를 로 표현할 수 있을 때, 정상상태에서 두께 방향으로의 열플럭스를 구하여라.
☞ 에서 이므로
따라서 →
→
1-2) 문제1에서 두께 방향에 수직인 단면적이 두께에 따라 선형적으로 변한다면 (즉, 일 때 , 일 때 ) 열플럭스는 어떻게 표현되는가?
☞ 가 에 선형적으로 변한다면 (주어진 조건에서) 다음과 같이 표현할 수 있다.
따라서 1번과 같이 이라면, 로부터
이다. 적분을 하면 다음과 같다.
- 우변 : 위에서 구한 것처럼
- 좌변 :
→
라 하고, 이라고 하면 다음과 같이 정리할 수 있다.
1-3) 실험에서는 정상상태에 도달하기를 기다려 측정하였다. 만일 비정상상태에서 측정한다면 어떻게 해석할 수 있나? 방법을 제시하여라.
☞ 정상상태인 경우에는 시간에 대한 온도의 변화()를 고려하지 않는다. 그러나 비정상상태에서는 시간에 대한 온도의 변화를 고려해야 하므로 는 Thermal diffusivity로, 이다.
이 편미분 방정식을 Boundary condition과 Initial condition을 적용하여 풀 수가 있다. 편미분을 푸는 과정은 복잡하므로 컴퓨터 프로그래밍 Math Tool을 이용하면 보다 쉽게 풀 수 있다.
8. 참고문헌
§ Introduction to Heat Transfer 5th Edition
(Incropera, DeWitt, Bergmann, and Lavine, Wiely)
§ Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer 5th Edition
(Welty, Wicks, Wilson, Rorrer)

키워드

화공실험,   열전도도,   고체의열전도도,   결과보고서