선형열전도 (예비) 선형 열전도 실험 (LINEAR HEAT TRANSFER EXPERIMENT)

소개글

선형열전도 (예비) 선형 열전도 실험 (LINEAR HEAT TRANSFER EXPERIMENT)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 기기 및 초자
4. 이론적 배경
5. 실험방법
6. 실험결과

본문내용

(1.19)는 여전히 유효하나 각 재료마다 비례 상수가 다르다. 이러한 결과들을 종합하여 다음과 같은 식을 얻을 수 있게 된다.
이 식에 단위면적당 열전달 량을 나타내는 열 유속(heat flux)을 도입하고 열은 항상 온도가 높은 지점에서 낮은 지점으로 흐른다는 열역학 제2법칙을 만족하도록 마이너스 부호를 도입한 후 x를 0으로 보내는 극한값을 취하면 다음과 같은 1차원 Fourier 전도법칙을 얻는다.
이 식에 도입된 비례상수 k는 열전도도(thermal conductivity)라고 하며 SI 단위로 W/m K의 단위를 갖는다. 앞에서 설명한 바와 같이 열전도도는 분자 세계에서 열전도를 일으키는 분자 활동의 총체적 결과를 표현하는 계수로서 물질 상태만의 함수로 가정한 열역학적 상태량이다. 일반적으로 열전도도는 압력에는 큰 영향을 받지 않는 온도의 함수로 알려져 있다. 통계열역학에서는 온도에 따른 분자 활동을 원천적으로 분석하여 열전도도를 이론적으로 계산하기도 하나 그 타당성이 제한을 받는 경우가 많아서 실제로는 실험적으로 측정한 값을 사용한다.
◎단순바에서의 열전도
◎복합바에서의 열전도
실험방법
①메인 스위치를 켠다.
②냉각수를 틀고 플로우 컨트롤 밸브를 약 1.5 liter/min로 조정한다.
③히터 전압을 9 볼트로 설정한다.
④HT11C가 안정화 될 때까지 기다린다.
⑤온도가 안정되면 T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, V, I, Fw 의 값을 기록한다.
⑥히터전압을 12볼트로 설정한다.
⑦HT11C가 안정화 된 후 위 항목들의 값을 반복하여 기록한다.
[실험방법 A : 평평한 평면 벽을 통한 정상 상태 열전도]
목 적
방 법
균일한 평판 벽을 통하여 정상 상태 에너지의 전도가 일어날때 온도 분포를 측정하고 열 흐름의 변화의 영향을 설명한다.
단일 막대를 따라서 서로 다른 속도로 선형의 열전도가 일어날 때 각각의 전열속도에서 막대의 거리별 온도 변화를 측정함
[실험방법 B : 푸리에 열전달 속도식의 사용]
목 적
방 법
고체물질에서 정상상태 1차원 열전달이 일어날 때 열전달속도를 결정하는데 사용되는 푸리에 열전달 속도식을 이해하는데 목적이 있다.
막대를 따라서 일어나는 선형열전도에 대한 퓨리에 법칙을 설명하기 위하여 열전달 속도를 면화시키면서 각 전달속도에서 거리 변화에 대한 막대의 온도변화를 측정하고 측정 결과로부터 열전도도를 계산한다
[실험방법 C : 일련의 상이한 재료가 직렬로 층을 이 총괄 열전달 계수]
목 적
방 법
중첩된 평면 벽에서 정상상태 열전도가 진행될 때 온도 분포를 측정하고 상이한 재료가 직렬로 포개진 벽에서 총괄 열전달계수를 구하는데 본 실험의 목적이 있다.
1차원적인 안정된 열 흐름에 대해 상이한 고체가 포개진 고체막대를 따라 온도 분포를 측정하고, 각 재료에 적용된 퓨리에 속도식을 사용하여 총괄 열전달 계수를 구한다.
[실험방법 D : 열전도도 값의 결정(비례상수)]
목 적
방 법
금속 시편(우량 전도체)의 열전도도 k를 결정한다
표본을 통해 안정된 알려진 열 흐름으로부터 가져 온 금속 표본을 거쳐 온도 차이를 측정하고 표본의 열 전도성을 계산하기 위해 퓨리에 방정식을 사용한다.
[실험방법 E : 단면적과 온도 구배와의 관계]
목 적
방 법
일정한 열 전도성이 있는 고체에서 1차원적인 열 흐름에 대해 온도 기울기가 단면적에 반비례하는지를 결정한다.
상이한 비율의 열 흐름에서, 감소된 단면적의 평면 벽을 통해 에너지의 안정된 전도에 대한 온도 분포를 측정한다.
[실험방법 F : 열전도에서 접촉 저항의 영향]
목 적
방 법
인접한 재료 간의 열전도에 관한 접촉 저항의 효과를 나타내고자 한다.
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