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뉴턴의 냉각법칙과 미적분 자료2025.01.211. 뉴턴의 냉각법칙 뉴턴의 냉각법칙은 고온도 T의 물체가 저온도 T0의 유체 중에 방치되면 물체가 차츰 냉각되는데, 그 때 물체가 냉각되는 비율은 물체와 그 주위의 온도차에 비례한다는 법칙입니다. 이러한 '시간에 따라 물체가 냉각되는 비율이 주위의 온도차에 비례함을 보이는 상관관계'를 미분(음함수의 미분)을 통해서 나타낼 수 있습니다. 2. 미분 미분이란 어떤 운동이나 함수의 순간적인 움직임을 서술하는 방법입니다. 어떤 함수의 미분이란 그것의 도함수를 도출해내는 과정을 말합니다. 뉴턴의 냉각법칙에서 나타나는 온도 변화율과 온도차의...2025.01.21
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[A+] 열전대(Thermocouple)와 열화상카메라(IR Camera)를 이용한 Heat Sink 실험 레포트2025.05.131. 열전대(Thermocouple) 열전대는 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력 발생을 이용한 온도 측정 장치입니다. 열전대의 온도 측정범위, 측정 장소의 상황, 필요로 하는 정밀도 등에 따라 적당한 소선을 선택해야 하며, 장시간 연속 사용할 때에도 항상 같은 성능을 발휘해야 합니다. 2. 열화상카메라(IR Camera) 열화상 카메라는 물체에서 방출되는 적외선을 감지해 물체 온도를 측정합니다. 모든 물체는 절대온도 0K 이상이면 해당 파장의 빛을 방출하는데, 우리 몸(36~37°C)에서는 원적외선(8~14㎛)이 방출됩니다. 이때...2025.05.13
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열전달실험 예비보고서2025.05.141. 열전달 메커니즘 열전달 과정에는 전도, 대류, 복사 등 여러 가지 모드가 있다. 전도는 온도구배에 의해 열에너지가 이동하는 과정이며, 대류는 고체와 액체 사이의 온도 차이로 인해 열 에너지가 교환되는 과정이다. 복사는 절대온도 0K가 아닌 물질에 의해 방출되는 에너지이다. 2. 열저항 1D 열전달에서 열전도를 방해하는 열저항을 R로 정의할 수 있다. 직렬로 배열된 재료를 지나 열의 전달현상이 발생하면 열 저항이 증가하며, 각각의 열 저항을 더해 총괄 열저항을 구할 수 있다. 3. Fourier's law Fourier's la...2025.05.14
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원통 외측 직교류 대류 열전달계수 측정 실험2025.11.131. 뉴턴의 냉각법칙 대류 열전달계수 측정의 이론적 기초로, 표면으로 전달되는 열량(q)은 열전달계수(h), 열전달 면적(A), 표면온도와 유체온도의 차이(ΔT)의 곱으로 정의된다. 본 실험에서는 히터에 교류전류를 가하여 열량을 제공하고, 열전대를 통해 표면온도와 공기온도를 측정하여 열전달계수를 계산한다. 2. Churchill-Bernstein 상관식 원통 상의 직교 유동에 대한 열전달계수를 예측하는 널리 사용되는 상관식으로, 누셀 수(Nu), 프랜틀 수(Pr), 레이놀즈 수(Re)를 이용하여 표현된다. 이 식은 실제 열교환기 설...2025.11.13
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강제대류 열전달 실험(surface Temp,Inner temp)(고찰 多)2025.04.261. 열전달 열전달은 온도 차에 의하여 일어나는 에너지의 이동을 말하며, 하나의 물질 또는 두 물질 사이에 온도 차가 발생할 때 발생한다. 이러한 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다. 대류는 유체의 운동이 존재할 때, 표면과 이와 다른 온도를 가지고 운동하고 있는 유체사이에서 발생되는 열전달이다. 유체의 열전달에서는 전도와 유체유동이 복합적으로 영향을 준다. 유체유동이 빠를수록 대류 열전달은 커지며, 특히 집단적 유체유동은 고체표면과 유체와의 열전달을 증가시키고 열전달률의 예측을 어렵게 한다. 2. 뉴턴의 냉각법칙 ...2025.04.26
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파이썬을 이용한 공학계산의 미분방정식 적용예2025.11.171. 자유낙하 운동과 2차 미분방정식 특정 높이에서 돌을 떨어뜨리는 상황에서 가속도는 y'' = d²y/dx² = g 형태의 2차 미분방정식으로 표현됩니다. 이를 적분하면 속도 y' = g*x + v0, 거리 y = 1/2*g*x²을 얻습니다. 초기조건 y0=0, v0=0을 적용하면 y = 1/2*g*x²이 되며, 파이썬을 통해 그래프로 표현하면 직관적으로 시간에 따른 낙하거리를 파악할 수 있습니다. 2. 인구증가 모델과 1차 미분방정식 인구증가 속도 y' = k*y 형태의 1차 미분방정식으로 모델링됩니다. 미국 인구 데이터(180...2025.11.17
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화공실1 고체 열전도도 측정 결과보고서2025.01.131. 열 전달 메커니즘 열 전달 메커니즘에는 전도, 대류, 복사가 있다. 전도는 연속체 내에 온도구배가 있을 때 열이 이동하는 것이며, Fourier 법칙을 따른다. 대류는 유체의 흐름과 관련된 열 전달이며, 자연대류와 강제대류가 있다. 복사는 전자기파에 의한 에너지 전달이다. 2. Fourier 법칙 Fourier 법칙은 열 흐름 속도와 온도구배 사이의 비례관계를 나타낸다. 열 흐름 속도 q = -k(dT/dx), 여기서 k는 열전도도이다. 3. 열 저항 열 전도를 방해하는 성질로, 열 저항이 클수록 열 전달률이 감소한다. 접촉 ...2025.01.13
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기계공학실험Ⅱ 열전달 실험 A+ 보고서2025.11.151. 열전도(Thermal Conduction) 고체나 정지된 유체를 통한 열전달 현상으로, 물질의 고유한 특성값인 열전도계수(Thermal conductivity)에 의해 결정된다. 본 실험에서는 1차원 정상상태 조건 하에서 Fourier's law를 적용하여 구리와 STS 시편의 열전도계수를 측정했다. 구리의 열전도계수는 905.415 W/m·K, STS는 65.364 W/m·K로 구리가 훨씬 높은 열전도성을 보였다. 시간이 지날수록 온도 차이가 증가하여 정상상태에 접근하는 경향을 관찰했다. 2. 대류열전달(Convective ...2025.11.15
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[A+]2024전남대 기계공학실험 대류열전달실험2025.05.111. 자연대류와 강제대류 자연대류는 정지된 유체에서 온도차에 따른 밀도 변화로 인해 생기는 유동이며, 강제대류는 외부의 힘에 의해 유체가 움직이면서 일어나는 대류현상입니다. 실험 결과 공기의 속도가 빨라질수록 표면 온도가 낮아지고 대류 열전달 계수가 증가하는 것을 확인할 수 있었습니다. 2. 대류 열전달 계수 계산 대류 열전달은 뉴턴의 냉각법칙을 이용하여 열전달량을 구할 수 있습니다. 대류 열전달 계수 h는 공급 전력에 비례하고 면적과 고체의 표면온도와 유체온도 차에 반비례합니다. 계산 시 가정으로는 정상 상태, 열전도율 일정, 열...2025.05.11
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열전달 응용실험 결과보고서(아주대 기계공학 응용실험)2025.01.111. 열전달 원리 실험을 통해 비정상 열전달의 원리를 이해하고, 구슬로부터 주변으로의 대류 열전달 계수 h의 값을 추측해보았습니다. 대류란 유체의 움직임에 의한 열전달이며, 자연대류와 강제대류로 구분됩니다. 자연대류에서는 Nusselt 수와 Rayleigh 수 등의 무차원 수를 이용하여 열전달 계수를 계산할 수 있습니다. 비정상 열전달은 시간에 따라 물체의 온도가 변화하면서 일어나는 열전달을 의미하며, 뉴턴의 냉각 법칙과 열역학 제1법칙을 이용하여 분석할 수 있습니다. 2. 실험 장치 및 방법 실험에 사용된 장치는 구슬, 열전대, ...2025.01.11
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