[유체역학실험]열전도 2부

실험 방법

1. 실험 과정

1) 냉각수를 흐르게 한 뒤 일정유량에 맞춰준다. 이때 물의 온도를 측정한다.

2) 시편을 열전도 시험 봉에 삽입, 설치하여 온도 센서를 각 측정 점에 설치한다.

3) 센서는 열전도 순으로 번호가 있으므로 센서 번호를 확인하여 번호 순서가 바뀌지 않도록 한다.

4) 실험 장치의 전원 스위치를 ON한다.

5) Heater Power 스위치를 ON으로 하고 설정온도는 150℃로 맞춘다.

6) 실험기기의 온도가 설정온도에 도달하고 난 후부터 1시간 정도의 여유 시간을 둔 뒤 각 센서의 온도를 측정하여 기록한다.

7) 측정치에 의하여 계산식에 대입하여 k값을 구한다.

8) 실험이 완료되면 Heater Power 스위치를 OFF하고 일정 온도로 떨어지면 전원 스위치를 OFF로 한다.

실험 결과

1. 결과 데이터

1) 실험 값

스테인리스	시간	온도조절장치의 온도	냉각수
	1H	150℃	유량(m3/s)	온도
			2.82x10-5	17℃

2) 각 열 센서의 온도

No.1		No.2		No.3		No.4		No.5		No.6		No.7		No.8		No.9		No.10
135		128		123		116		86		81		42		38		31		27
온도차	7		5		7		30		5		39		4		7		4
길이차(m)	0.03		0.03		0.03		0.015		0.03		0.015		0.03		0.03		0.03		s

시편이 들어 있는 곳은 4번과 5번 사이와 6번과 7번 사이이다.

토의 사항

1. 실험 고찰

유량 : 가로 0.4m, 세로 0.45m의 수조에 5분 동안 물을 받아서 0.047m의 물이 찼다.

1) Q실제유량 = (a×b×h)/t×ρ = (0.4×0.45×0.047)/(5×60)×999 = 0.028㎏/s

ρ = [999 kg/m3]

 

2) 열전달량 : Q = mCp(T2-T1) = 0.028×4177×1 = 116.9kJ/㎏℃

Cp = 4177 [kJ/kg℃]

 

3) 시편 면적 : A = (πd2)/4 = (π×0.042)/4 = 1.26×10-5㎡

원판의 지름 (40Φ) d = 40㎜ = 0.04m

 

4) Fourier 법칙 : Q = (kA(T1-T2))/L → k = (LQ)/(A(T1-T2)) = (LQ)/(AΔT)

 

5) 2㎜ 시편 ka 값 : k = (LQ)/(A(T1-T2)) = (0.002×116.9)/(1.26×10-3×30) = 6.18W/mK

T1-T2 = 30℃

 

6) 4㎜ 시편 kb 값 : k = (LQ)/(A(T1-T2)) = (0.004×116.9)/(1.26×10-3×39) = 9.51W/mK

T1-T2 = 39℃

온도 차이		결과 값
Δta (No.4~5)	Δtb (No.6~7)	ka	kb	k이론
30℃	39℃	6.18	9.51	14.9

[Engineering/공학실험] - [유체역학실험]열전도 1부