[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 Report

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험
4. 결과 및 고찰

REFERENCE

본문내용

1. 서론
* 실험목적
Fourier법칙을 이용하여 열전도도를 이해하고, 단면적이 일정한 고체 벽, 원관 벽, 여러층으로 된 고체 벽 및 중공구 벽을 통하는 열전도에 의한 열손실을 계산한다.
* 총괄적 실험내용
장치에 두 가지의 다른 두께를 가진 같은 종류의 금속을 끼우고 부터 까지 12구간으로 나누어 온도를 잰 다음 얇은 두께의 금속과 두꺼운 두께의 금속의 각각의 열전도도를 계산하고, 최종적으로 그 금속의 열전도도값을 계산한다.

2. 이론
* 열전달메카니즘
열이 전달되는 방법으로는 전도(Conuction), 대류(Convention), 복사(Radiation)의 세가지가 있다. 이번실험에 사용된 열 전달 방법은 ‘전도’이다.
전도 : 열에너지가 큰 입자(높은온도)로부터 에너지가 작은 입자(낮은온도)로 전달
격자진동에 의한 것과 자유전자의 흐름에 의한 것이 있다.
기본식 - Fourier's law
대류 : 고체 표면에 이에 접한 유체(액체 또는 기체)의 흐름 사이에서 유체입자의 충돌로 전달
기본식 - Newton's law of cooling
복사 : 원자나 분자의 전자상태가 바뀌면서 방출하는 전자파 또는 광자(proton)의 형태로 전달되므로 열전달의 중간매개체가 필요 없다. 복사에너지의 전달은 빛의 속도로 전달되므로 전달 속도가 빠르고 전공을 통과하여도 지장이 없다.
기본식 - Stefan-Boltzmann's law
: 흑체복사 (Blackbody radiation)
: 실제 물질의 표면복사
흑체(blackbody) : 최대의 복사열을 방출하는 이상적인 표면 () 동시에 도달한 모든 복사열을 흡수한다.
방사율(emissivity,) : 이상적인 경우의 최대 방사율이 1이라 정하고 복사열의 방사가 전혀 없는 경우를 0으로 정하여 실제 물체의 복사열 방사정도를 상대적으로 표시한값.
흡수율(Absorptivity,) : 표면에서 도달한 복사열의 흡수정도를 표시한 값. 클수록 복사열을 잘 흡수하는 것이다.

참고 자료

McCabe, W. L., et al, Unit Operations of Chemical Engineering, 6th ed.,McGraw-Hill, pp. 287~314 (2001).
Fourier, J., The Analytical Theory of Heat Transfer, Dover (1955).
Carslaw, H. s., and Jaeger, J. C., Conduction of Heat in Solids, Wiley (1969).
Grober, H., Erk, S., and Grigull, U., Fundamentals of Heat Transfer, McGraw-Hill(1961).
Unit Operations of Chemical Engineering 7/E (S/C) - McCabe, Smith, Harriott| McGraw Hill (251~254p)
열전달 (제2판) Heat transfer : a practical approach - Yunus A.Cengel
http://cafe.naver.com/moodoin3.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=724
http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-metals-d_858.html