공기가조화 - 공기조화 (온도/습도 조절) 실험

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목차

기초공학실험
- 공기조화 (온도/습도 조절) 실험 -

1. 실험 개요
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 결과
5. 실험 결과 및 오차분석

본문내용

실험장치에서 외부로의 열손실이 있다.
실험 결과를 보면, 3회의 실험에서 얻은 데이터를 바탕으로 계산한 이론적인 상대습도값(′) 전부가 측정 상대습도값()보다 높게 나타났다. 실험 당시 결과의 선형성을 알아보기 위해 출입온도를 임의로 15도 정도씩 일정하게 증가시켜 결과값을 얻고, 그래프로 나타낸 개형을 보면 비교적 비슷하게 나타났다. 이론값과 측정값 사이의 상대습도의 차이 역시 3회 실험모두 약 10%로 나타났다. 이러한 차이가 유사한 결과가 나온점으로 보아, 실험 과정에서 열손실이 발생하였다는 것을 알 수 있었다.
효과적인 실험을 위해서는, 본 실험은 ‘단열’된 상태에서 실험이 진행되어야 한다. 즉, 단열된 상태에서 채널속의 물이 증발하면서 지나가는 공기의 열을 빼앗아가는, 물이 증발하는데 필요한 증발잠열이 공기에서 물로 전달되는 과정에서만 온도 감소가 되어야 했다. 하지만 이번 실험에서는 외부와의 단열 상태가 유지되지 못하였다. 물의 온도가 외부의 온도 보다 더 높았기 때문에, 자연스럽게 열전달 현상이 발생하여 실험장치에서부터 외부로 열손실이 발생하였다. 하지만, 3회에 걸친 실험에서 약 10%의 일정한 상대습도 차이를 보이는 것으로 보아, 외부로 손실된 에너지를 알 수 있었다면, 이론식을 전개할 때, 열손실까지 고려해보면 보다 정확하게 실험결과를 비교해 볼 수 있을 것이다.
두 번째로, 본 실험은 포화되지 않은 공기가 정상상태로 채널을 통과한다는 전제를 바탕으로 측정되어야하는 실험이다. 하지만, 정상상태를 위한 특별한 장치가 되어있지 않기 때문에, 지속적으로 입구온도, 출구온도가 변화는 상황에서 특정한 구간을 정상상태로 가정하고 실험을 해야 했다. 실험 당시에는, 정상상태를 가정할 때, 공기조화 실험 장치 중간에 있는 물의 온도를 측정하는 온도계의 온도만 보고 정상상태를 판단했다. 물의 온도가 큰 변동이 없고 비교적 일정하면 정상상태로 가정하고 측정을 하였는데, 여기서 오차가 많이 발생 한 것 같다. 정상상태를 측정할 때 단순히 물의 온도가 일정한지 여부만 판단하지 말고, 출구온도와의 관계 역시 생각 했어야 했다. 물의 온도와 출구온도 사이에 온도 차이가 존재하기 때문에 공기가 이동할 때 증발하며 증발잠열로 인한 열손실이 발생하였다. 이러한 열손실로 인하여 정상상태가 정확하게 이루어지 못한 점으로 보아, 물의 온도와 출구온도를 비슷하게 유지하였으면, 보다 작은 범위 내의 오차가 나타났을 것이다.

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