[기계공학실험] 보일러 실험 & 건도실험

소개글

[기계공학실험] 보일러 실험 & 건도실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

보일러 실험

1. 실험목적

2. 기초이론
(1) 보일러의 구조
(2) 보일러의 열정산
(3) 보일러 관수의 열 흡수량
(4) 연료의 공급열량

3. 실험방법
실험방법

4. 결과 및 고찰
(1) Data sheet
(2) 계산

※ 고 찰

5. 실험상의 문제점 및 개선 방안

6. 보일러의 효율 향상방안

7. 참고문헌



건도실험

1. 실험목적

2. 기초이론
(1)기호정의
(2)건도
(3)표본추출
(4)Separating calorimeter
(5)Throttling calorimeter
(6)Separating 과 Throttling의 조합

3. 실험장치 및 실험방법
실험 방법

4. 결과 및 고찰

※ 고 찰

5. 실험상의 문제점 및 개선 방안

6. 참고 문헌

본문내용

arating calorimeter에서 throttling calorimeter로 이르는 수평관에는 오리피스가 장착되어 있다. Throttling calorimeter는 shell and tube형 응축기와 연결되어 있다.
Separating calorimeter의 입구측 압력을 측정하는 압력계, throttling calorimeter의 압력을 측정하는 수은압력계, separating calorimeter내와 throttling calorimeter내의 증기 온도를 측정할 K type thermocouples 2개가 장착되어 있다. 비이커는 응축기로부터 응축수을 측정한다.
실험 방법
(1) Separating과 throttling calorimeter의 차단밸브가 닫혀 있는 것을 확인, steam header를 따라 증기가 흐르도록 한 후, Pipe Closure Unit에 증기가 차단되지 않게 하면서 steam header가 완전하게 작동온도에 도달하도록 한다.
(2) 응축기에 냉각수를 흘려 보낸다. 압력이 차단되도록 throttling calorimeter의 작은 밸브를 닫고 응축기 출구에 비이커를 놓는다. 장치를 데우기 위해 증기가 calorimeter를 통과하도록 steam valve를 열고, 모든 증기가 응축되도록 충분한 양의 물을 응축기로 공급한다.
(3) 장치가 안정되면 밸브를 열고, separating calorimeter에서 분리된 응축수가 수량계에 보일 때까지 기다린다.
(4) 응축기 출구에 응축수를 담아둘 빈 비이커를 놓는다. Separating calorimeter에서 수량계의 초기값, 응축수기 출구의 비이커의 초기값, main증기의 증기압, throttling후의 증기압, main증기의 증기온도, throttling calorimeter의 온도를 기록한다. 6회의 측정값 중 마지막 4회의 파라미터 값을 기록하고, barometric 압력을 기록한다.
(5) 비커의 응축수가 적당한 량을 가지도록 시간을 두고 나서 이 량을 측정한다. 동시에 separating calorimeter의 수량계값을 기록한다.
(6) 증기 공급을 중단하고 압력계가 차단되도록 밸브를 닫고, 응축기에 공급되는 냉각수를 차단하고 장치가 식도록 한다. separating calorimeter를 배수시키고 비이커를 비운다.
(7) steam header에서 평균 압력과 throttling calorimeter에서의 온도와 압력을 계산한다.
(8) 증기의 건도 이론을 이용하여 계산한다.
4. 결과 및 고찰
※Data sheet
1
2
3
4
5
6
평균
Ws(ml)
200
220
240
260
280
300
250
Wt(ml)
86
100
110
118
126
148
115
Ts2(3)
142
145
148
150
146
144
146
T2(1)
105
105
105
105
107
109
106
P1(bar)
2
2.5
2.8
3.1
3.4
2.6
2.7
P2(mmHg)
1.8
1.8
2
2.2
2.4
2.4
2.1
① Separating calorimeter
② Throttling calorimeter
= 106 [℃] = 146 [℃]
= 2.7 [bar] =0.27[MPa] 0.27 [MPa]
= 2.1 [mmHg] = 0.00279977 [bar] =0.000279977 [MPa]
○선형보간법사용
P
hf
hfg
hg
0.215
548.89
2172.4
2721.3
0.220
551.406
2170.68
2722.1
0.225
561.47
2163.8
2725.3
③ Seperating과 Throttling의 조합
※ 고 찰
이번 실험은 증기의 건도를 이해하는데 목적이 있다. 그 과정에서 분리습도계를 이용하는 법인데 실험을 통해서 보간법과 압력에 따른(온도는 일정) 포화상태와 과열증기의 등엔트로피에 대해서 조금 더 알게 되었다. 그리고 여기서 엔트로피란 단어가 많이 쓰이는데 엔트로피란 열적상태를 나타내는 물리량의 하나라는 의미로써 물질계는 엔트로피가 증가하는 방향으로 증가하는데 이것을 엔트로피 증가의 법칙이라고 한다. 실험과정에서는 보다 시피 압력이나 온도가 주어진다면 그 값으로 엔트로피 값을 구할 수 있게 되어 있는데 압력에 대해서 P2는 게이지압력이기 때문에 대기압을 더해주어서 테이블에 보간법을 사용해야한다. 실험결과 데이터를 분석해 보니 throttling calorimeter의 값이 가장 크게 나왔는데 이것으로 보아 건도의 전체 물의 양에 대해서 증기의 양이 많다는 점을 알 수 있다. 그리고 값이 적다는 것은 증기의 양이 적다는 것으로도 해석될 수 있다. 작년 열역학 시간에 “상태”는 2개의 독립적인 Intensive property에 의해 결정된다고 배웠었는데 건도도 하나의 독립적인 intensive property이므로 상태를 결정하는데 아주 중요한 영향이 된다고 알고 있다. 실험은 비록 단순하였지만 백번 듣는 것보다 한번 실험으로 정말 많은걸 이해할 수 있는 유용한 실험이었다.
5. 실험상의 문제점 및 개선 방안
모든 실험이 그렇지만 역시 기계적인 방법이 아닌 사람의 눈으로 측정하기 때문에 정확한 값이 나오지 못했다는 점에서 실험상의 오차가 컸을 거라는 생각이 많이 든다. 측정시 여러 사람들이 한꺼번에 측정하기 때문에 그 짧은 시간차이에 정확성이 떨어질 수 밖에 없었고 증기 때문에 서리가 생김으로써 수치를 제대로 측정하지 못했다는 점도 아쉬움으로 남는다. 서리끼는걸 방지 할 수 있게 외벽에 표면처리라도 했었으면 하는 아쉬움이 있었고 증기가 응축될 때 모든 증기가 수량계로 완벽하게 빠질 수 있도록 하였다면 좀 더 정확한 값을 얻지 않았을 까 하는 생각이 든다. 그러나 한편으로는 비록 오차는 있었지만 건도를 이해 하는데에는 이보다 더 좋은 실험은 없지 않을까 하는 생각이 든다.
6. 참고 문헌
열역학(맥그로우힐),네이버 지식인,엔싸이버 백과사전↓
http://www.encyber.com/search_w/ctdetail.php?masterno=111426&contentno=111426
기계공학실험(#4)
-건도 실험-
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