열전달-예비

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 열전달
2) 전도
3) 대류
4) 복사
5) 에너지 수지식
6) 핀
7) 핀 효율
8) 핀 유효도
9) 총괄 유효도
10) Nusselt number
11) Prantl number
12) Reynolds number
13) 수직 원통의 강제 대류시 Nusselt number

3. 기구 및 시약

4. 실험 방법

5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
재질이 다른 금속 봉에 열을 통과시키며 열 유동 방향으로 금속 봉 내부의 온도구배와 열 전달량을 측정하여 온도구배에 따른 금속의 열전도계수를 구함으로써 열전도 및 확장된 표면(Fin)에서의 열전달의 개념을 이해하도록 한다. 금속 주변에 대류가 일어나지 않는 자연대류 상황과 대류가 발생하는 강제대류 사이의 차이점을 이해하고, 강제대류가 발생할 때 유체의 레이놀즈 수와 열전달 계수 사이의 관계를 이해한다.

2. 바탕 이론
(1) 열전달
물체 내부 혹은 물체 내에서 온도 차에 의해 일어나는 열에너지의 흐름이다. 전달 경로에 따라 전도, 대류, 복사의 세 가지로 나뉜다. 열전달의 특징으로는 1. 어떤 하나의 열전달 과정이 지배적인 경우, 다른 열전달 경로를 무시할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 열전달 경로를 독립적으로 생각해 볼 수 있게 된다. 2. 서로 다른 두 물체를 접촉하게 되면 열전달에 의해 두 물체는 열적 평형 상태가 된다.

(2) 전도
물질의 접촉에 의한 열전달이다. 고체, 액체, 기체 모두에서 발생하는 열전달이다. 고체에서는 격자에서의 분자 진동과 자유전자의 에너지 이송의 복합적인 방식으로 이루어진다. 액체와 기체에서는 분자의 불규칙적인 운동에 의한 충돌 및 확산에 의해 발생한다. 물질의 접촉에 의해 열이 전달되기 때문에 열을 전달해 줄 매질이 필요하다. 전도는 온도의 함수로서, 온도에 따라 전도도가 달라진다. 온도가 높을수록 전도도가 높다. 또한, 열전도도(k)가 클수록 열전달률이 높다.

- Fourier 열전도 법칙 (Fourier’s law of heat conduction)
열은 온도 차에 의해 전달된다. 이 열이 전달될 때의 양은 온도차가 크면 많이 이동하고, 온도차가 작으면 적게 이동하게 된다. 따라서 열전달량은 온도차가 클수록 커진다.

참고자료

· McGraw-Hill, Cengel의 기본 열전달, YUNUS A. CENGEL, p10~11, p17~29, p25, p60~63, p130~139,p182~185, p192~193, p217~218
· Textbooks, Holman의 열전달, J.P HOLMAN, p2~5,p10~14,p44~47
· 화학공학실험, 이진휘등 3명, 사이텍미디어, p417~422
· McGraw-Hill korea, 단위조작(unit operations of chemical engineering), warren L. McCabe 등 3명, p286~293
· 보성각, 열전달, 전철호, 장길호 공저, p201~228
· 2021학년도 3학년 2학기 실험 노트