[기계공학실험]열전도계수

소개글

열전달의 3가지 모드 중 하나인 ‘전도’에 관련된 실험이다. 전도 열전달 프로세스는 비율방정식으로 정량화 되어 있는데 본 실험에서는 금속 시편의 온도를 측정하여 열전달계수를 직접 구하는 것을 목표로 한다. 추가적으로 실험장치에 사용된 열전대에 대해서도 알아본다.

목차

요약
목차
서론
1. 실험목적
2. 관련이론 및 실험원리
(1) 열전달의 개념
(2) 전도
(3) 실험원리
(4) 좌표계의 종류에 따른 열전도 방정식
(5) Thermocouple(열전대)
본론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험결과 및 용어정리
5.1 결과정리
5.2 열전대의 종류 및 특징
5.3 Seeback Effect
결론
6. 결과분석 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
열전달이란 물체사이의 온도차에 의해서 일어나는 에너지 유동을 말한다. 열전달 프로세스에는 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation) 세 가지가 있다. 이러한 열전달 프로세스를 볼 때 물질의 성질을 나타내는 각각의 프로세스에 대한 물성치 열전달 계수(heat transfer coefficient)를 측정해 본다. 재질이 다른 금속봉을 직렬로 접속시켜 열을 통과시킬 때 열유동 방향으로 금속봉 내부의 온도구배와 열전달량을 측정하여 온도구배에 따른 금속간의 접촉열저항 및 금속의 열전도계수를 구함으로써 열전도의 원리와 접촉열저항의 개념을 이해하도록 한다. 이와 같이 금속 시편의 열전도계수를 측정하여 실험치와 이론치를 비교하고 Fourier법칙을 이해하며, thermocouple을 이용한 온도측정에 대하여 알아본다. 또한 전도의 특성에 대하여 생각하여 보는 계기를 가짐으로써 우리의 일상생활에 많이 작용하고 있는 전도의 특성과 열전도계수를 구함으로써 열전도계수가 열전도에 미치는 영향을 관찰함을 목적으로 한다.


2. 관련이론 및 실험원리

⑴ 열전달의 개념
열전달은 온도차에 의하여 일어나는 에너지의 이동이다. 하나의 물질에서나 두 물질사이에서 온도차가 존재하면 반드시 열전달이 일어난다. 고체나 유체의 정지하고 있는 매질 내에 온도구배가 존재할 때, 그 매질을 통하여 발생되는 열전달을 전도라 하며 대류는 표면과 이와 다른 온도를 가지고 운동하고 있는 유체사이에서 발생되는 열전달을 뜻한다. 열복사는 유한한 온도의 모든 표면이 전자기파의 방식으로 에너지를 방출함으로 인하여 일어나게 되고 중간매질이 없을 경우에도 서로 다른 온도의 두 평면사이에서 복사에 의한 정미 열전달이 있게 된다.

⑵ 전도
전도는 매질내의 좀더 활발한 입자와 덜 활발한 입자 사이의 상호작용에 의한 입자간의 에너지전달로 생각할 수 있다. 전도에 대한 예로는 뜨거운 커피 잔에 잠겨진 금속 스푼의 끝은 스푼을 통한 에너지의 전도에 의하여 뜨거워지는 현상을 들 수 있다.

참고 자료

1)안복일, 유재신, 이성재 공저 “자동화를 위한 센서활용”, 테크 미디어, 2002