화학공학실험 결과보고서 열전도도

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화학공학실험 결과보고서 열전도도

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본문내용

1) 각 구간에서 온도는 미지금속이 있는 곳을 제외한 나머지에서 2~3℃로 일정한 차이를 보였고 이는 구간 금속이 구리 하나로 이루어져 있음을 말한다. 구간거리에 따른 온도변화를 그래프로 도식해 본 결과 구리만 있는 구간 에서의 기울기가 일정함을 확인할 수 있다.

2) 구리의 열전도계수 k의 경우 문헌의 있는 값을 내삽하여 사용하였고 실험 중 변하는 온도에 맞춰 대입해주지 못했다. 구리의 열전도계수는 낮은 온도에서 민감한 것을 표로 확인할 수 있는데 따라서 아래 구간일수록 오차 가 커졌을 것이다. 열전도계수를 온도에 대한 일차함수형태를 만들어 데이터처리에 사용하였다면 오차가 줄었을 것이다.

3) 구리와 미지금속의 접촉면 위 아래의 온도차를 측정하였기 때문에 금속간 접촉열저항으로 인한 열손실이 포함되 었다. 접촉열저항으로 인한 열손실은 구간내 온도차이를 더 크게 만드므로 실제 미지금속내 온도차이는 실험값 보다 적다고 할 수 있다. 온도차이가 적다면 일정 열전달에 대해 열전도계수가 커진다는 의미가 되므로 실험결 과인 5~6정도의 열전도 계수보다 더 큰 값이 나오게 된다.


4) 5~6정도의 열전도계수를 보이는 금속은 흔치 않으며 이 값은 단열재같은 비금속이 지니는 열전도계수에 가깝 다. 이는 앞에 설명한 접촉열저항으로 인한 손실에 의한 오차이며 온도측정을 미지금속 위 아래에서 하는 것이 아닌 미지 금속내에서 측정하는 것으로 이 오차를 없앨 수 있을 것이다.

5) 실험값에서 알 수 있듯이 100℃에서의 온도차이는 일정한데 비해 160℃에서는 아래 구간의 온도차가 변하는 것을 확인 할 수 있다. 이는 높은 온도에서 열손실이 더 크다는 것을 알게 해준다. 높은온도에서는 대류로 인한 열손실과 축과 다른 방향으로 일어나는 열전도 크기를 무시할 수 없음을 보여준다. 따라서, 실험에서 각각 구한 미지금속의 열전도계수는 100℃일 때 오차가 적으며 데이터처리에서 미지금속을 찾는 과정에서도 100℃일 때 의 열전도 계수를 사용하였다.

참고 자료

1) 열전달 9th Ed. J. P. Holman McGrawHill pp.3~74, 부록 A
2) Perry`s Handbook 7th, DON W. GREEN JAMES O. MALONEY,
TABLE 2-374 Thermal-Conductivity-Temperature Table for Metals 참조