실험보고서 - 공기조화 실험보고서

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본문내용

1. 개요
공기조화는 적절한 작업 및 생활 환경을 조성하기 위해 공기의 온도와 습도를 조절하는 과정이다. 본 실험에서는 공기조화 실험장치를 사용하여 흐르는 공기에 열과 습도를 가하여 이에 따른 공기의 성질을 측정하는 내용을 담고 있다.
2. 이론
위의 질량 보존과 에너지 보존 관계식을 통하여 입구와 출구의 상대습도의 관계를 알 수 있으며 상대습도와 절대습도 관계식은 다음과 같다.
3. 실험 장치 및 방법
(방법)
※ 이번 실험에서는 정상 상태로 실험을 해야한다. 하지만 실제로는 정상 상태를 맞출 수가 없으므로 적절한 범위 내에서 정상 상태라 가정하고 실험을 실시했다.
코일 히터가 켜지고 꺼질 때의 각각의 최고 최소 온도를 측정해 그 평균값의 온도차가 0.2 를 정상 상태로 가정하고 실험을 했다. 첫 번째와 두 번째 측정 때는 이렇게 했지만 주어진 시간 내에서 세 번다 할 수가 없어서 세 번째 측정 때에는 온도차이가 다소 났지만 실험을 했다.
실험 결과 데이터는 다음과 같다.
4. 실험 결과 및 분석
()
()
()
1
40.1
9
32.3
18.3
19.1
2
73.4
2.4
46.5
9.5
21
3
52.8
5.4
37.1
16.1
21.3
공식에 대입하여 를 구하면 다음과 같다. ( =101.3kpa, =그 온도에서의 sat.vapor 상태랑 테이블과 열역학 시간에 배운 보간법을 사용하여 구한다.)
()
()
()
1
40.1
9
7.429304
101.3
1.2077
2
73.4
2.4
36.2306
101.3
3.7699
3
52.8
5.4
14.26216
101.3
1.9726
위 식을 이용하여 를 구한다. (:의 평균온도로 구함, :입구 온도에서 sat.vaper, : 출구온도에서 vapor와 liquid의 h 차이, :유입되는 수증기의 h)
1
32.3
40.1
1.006
1.2077
2573.68
80.1471
2424.33
1.2454
2
46.5
73.4
1.007
3.7699
2631.88
88.0980
2390.40
4.0231
3
37.1
52.8
1.006
1.9726
2596.23
89.3529
2412.90
2.0560
여기서 구한 를 이용하여 다시 를 구하면 다음과 같다.
1
1.2454
101.3
4.882712
13.8364
2
4.0231
101.3
10.42231
8.4181
3
2.0560
101.3
6.36662
12.2155
실험값(%)
이론값(%)
오차(%)
1차
18.3
13.8364
32.23
2차
9.5
8.4181
12.85
3차
16.1
12.2155
31.80
5. 결과 및 토의
이번 실험의 결과로 절대 습도의 이론값과 실험값을 비교 할 수 있었다. 오차는 각각 32.33% 12.85%, 31.80% 로 처음에 기대했던 거보단 오차가 많이 발생했다.
공기조화 실험은 입구에서의 상대 습도를 측정하여 출구의 상대 습도를 계산하고 측정값과 이론값을 비교해보는 실험이다. 상대습도를 측정하고 조절하는 것은 아직 어렵다고 들었다. 하지만 이게 중요한 이유는 인간은 절대 습도를 느낄 수 없고 상대 습도만 느끼기 때문이다.
우선 실험을 시작할 때 정상상태를 가정하는 것이 가장 힘들었다. 공학적인 관점으로 어떤 기준으로 이 상태가 정상상태인지 판단해야할지 확신이 안 섰다. 그래서 우리 조는 평균 온도의 오차가 0.2 이하 일 때를 기준으로 잡았다. 정상 상태를 가정하는 것부터 오차가 발생하기 시작 했을 것이다. 그리고 이 기준으로 했지만 마지막 실험은 시간이 부족한 관계로 충분한 시간을 두지 못하고 실험을 했다. 정상 상태를 판단하는 조금 더 정확한 기준과 충분한 시간이 있었더라면 조금 더 정확한 실험이 됐을 것이다. 측정한 값들을 각 공식에 대입하여 입구/출구의 절대 습도와 출구의 상대 습도를 구하고 측정값과 비교했다. 오차는 12~32%로 두 번째 실험은 비교적 정확하지만 처음과 마지막 실험은 오차가 많이 발생 하였다. 앞에서도 말했듯이 정상상태의 판단, 그리고 두명 이서 입구와 출구 온도를 쟀기 때문에 거기서도 오차가 발생했다.
실험 결과 데이터를 분석하면서 상대온도와 절대온도사이의 관계를 정확하게 알 수 있었고 입구와 출구의 절대온도 사이에서의 관계도 알 수 있었다. 열역학 시간에 배운 내사법과 테이블 보는 법을 이용해 실험 결과를 구 할 수 있었다.
가장 아쉬웠던 점은 시간이 충분하지 못해서 정확한 정상상태에서 실험을 하지 못한 것이 가장 아쉽다.

키워드

공기조화 ,   공기의 성질,   코일 히터