A+ 기계공학 응용실험 2.대류열전달 실험 예비 레포트, 예비 보고서

소개

지방거점 국립대학교 기계공학부 기계공학 응용실험
A+ 대류열전달 실험 예비 레포트, 예비 보고서

목차

-예비 레포트 목차

1. 열전달 방식의 종류와 원리에 대하여 설명하시오.
2. 대류 열전달 계수를 결정하는 데 관련이 있는 무차원 수들과 그 의미에 대해 설명하시오.
3. 확장표면의 성능과 효율을 평가하는 지표에 대하여 설명하시오.
4. 그림과 같이 단열되어 있는 챔버 내부에 강철판이 놓여 있고, 강철판과 내부 공기 및 챔버 내부벽은 열 평형을 이루고 있다고 가정하자. 이 상태에서 강철판하부에서 충분히 큰 열량이 지속적으로 공급된다고 가정할 때, 시간이 경과함에 따라 내부에서 일어날 수 있는 모든 열전달 상황을 그림을 그려서 설명하시오.

본문내용

1. 열전달 방식의 종류와 원리에 대하여 설명하시오.

물질의 상태에 따라 혹은 열전달 방식에 따라 세 가지 방식(전도, 대류, 복사)으로 열에너지가 전달된다.

➀ 전도(Conduction)
물질이 직접 이동하지 않고 물체에서 이웃한 분자들의 연속적인 충돌에 의해 열이 전달되는 현상이다. 매질 내에서 온도구배로 인해 생기는 에너지 전달로, 에너지가 많은 입자에서 에너지가 적은 입자로 전달되는 에너지의 형태이다. 기체와 액체에서는 분자들이 멋대로 움직이는 과정에서 분자들의 충돌과 확산에 의한 것이다. 고체의 경우에 전도는 격자 내부분자의 진동과 자유전자의 에너지 전달에 의한 것이다. 전도 열전달은 Fourier의 법칙에 의해 지배되고 온도가 매질 내에서 변하는 형태를 알아야 Fourier의 법칙을 사용하여 열유속을 구할 수 있다. 전도에 의한 열전달룰은 물체의 기하학적 형상, 두께, 재질 그리고 물체를 통한 온도차에 따라 다르다.

➁ 대류(Convection)
대류는 온도가 서로 다른 고체의 표면과 이동하는 유체 사이에서 일어나는 열전달이다. 기체나 액체에서 물질이 이동함으로써 열이 전달되는 현상이다. 고체면과 인접하여 유동하는 액체 또는 기체 사이에서 발생하는 열전달 현상이다. 전도와 유체유동이 복합적으로 영향을 주게 된다. 유체운동이 빠르면 대류열전달도 많아지게 된다.
대류 열전달은 뉴턴의 냉각법칙 에 지배된다. 대류 열전달 현상은 크게 두 가지로 나눠지는데, 온도변화에 의한 기체의 밀도차로 의해 유동이 발생하는 경우를 자유대류 혹은 자연대류라고 하고 펌프, 팬 등의 외부 수단에 의해 유동이 발생되는 경우를 강제대류라고 한다.

참고자료

· 기계공학응용실험 | 전남대학교 기계공학부 | 2019.09.