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유출 실험 결과 레포트

화학공학실험3 결과보고서실험제목 : 유출 실험1. DATA 처리Bernuoulli's equation기본식을 변형하여, 변형식을 통해 필요 DATA처리를 실시한다.DATA 처리시 4가지 가정을 잡고서 실시한다.? 수소속도와 마찰이 모두 없는 경우? 수조속도 존재, 마찰이 없는 경우? 수조속도는 없고, 마찰이 있는 경우? 수조속도와 마찰이 모두 있는 경우1) 실험데이터시간 : sec얇은 관중간 관굵은 관직경()관길이()468451차231107552차230107553차23110654261차21493492차21392493차2149350171차19180432차19081433차1908044실험DATA값의 평균을 구한다.시간 : sec얇은 관중간 관굵은 관직경()관길이()46817190.33380.33343.33326213.66792.66749.33345230.667106.66754.667-1-높이지점시간()직경 8관 길이 1760~ 504350~ 404540~ 304730~ 205320~ 106010~ 0752) DATA 처리순서FLOW처리과정? 각 구간에서수를 구한다.?와를 구한다.가정에 따른()Bernuoulli's equation의 변형을 통해값을 구한다.? 유출시간를 구한다.? 주어진 값을 표로 나타낸다.3) 계산(1) 가정 1 : 수조속도가 없고 마찰이 없는 경우조건 :,, 관 흐름은 난류가정:?를 확인하여 관 흐름이 난류인지 확인 한다.?와를 구한다.가정에 의해서-2-? 유출시간를 구한다.? 주어진 값을 표로 표현한다.관의길이(m)직경(m)유출시간0.17m0.0040.7703.884842013617.39126.1310.0060.7703.884842020426.0956.0580.0080.7703.884842027234.7931.5330.26m0.0040.8604.105606014391.23119.3490.0060.8604.105606021586.8453.0440.0080.8604.105606028782.4629.8380.45m0.0041.0504.53651800.0017843.884842437.70220426.0956.0580.0080.770.0031713.884842778.136827234.7931.5330.26m0.0040.860.0008384.105606205.58914391.23119.3490.0060.860.0018854.105606462.575221586.8453.0440.0080.860.0033524.105606822.35628782.4629.83730.45m0.0041.050.0009264.536518227.16715901.69108.0120.0061.050.0020834.536518511.125823852.5448.0060.0081.050.0037034.536518908.668131803.3827.003(3) 가정 3 : 수조속도가 없고 마찰이 있는 경우조건 :,, 관 흐름은 난류가정:?를 확인하여 관 흐름이 난류인지 확인 한다.?와를 구한다.가정에 의해서? 유출시간를 구한다.-4-? 주어진 값을 표로 표현한다.관의길이(m)직경(m)유출시간0.170.0040.7702.308608092.251212.2500.170.0060.7702.6000013670.5383.7610.170.0080.7702.7677019403.0344.2610.260.0040.8602.154807553.001227.4040.260.0060.8602.5060013176.2886.9030.260.0080.8602.7216019079.545.0110.450.0041.0501.959506868.458250.0680.450.0061.0502.3732012478.2591.7640.450.0081.0502.6522018593.5346.188(4) 가정 4 : 수조속도와 마찰이 있는 경우조건 :,, 관 흐름은 난류가정:, 수조의 속도는 층류로 가정?를 확인하여 관 흐름이 난류인지 확인 한다.?와를 구한다.? 유출시간를 구한다.-5-? 주어진 값을 표로 표현한다.관의길이(m)직경(m)유출시간0.170.0040.770.0004712.3086115.0.0061.050.001092.3732267.39112478.2591.7640.450.0081.050.0021652.6522531.243718593.5346.188(5) 길이 0.17m의 관에서 수조의 물의 높이 변화에 따른 계산변하는 변수는이다.가정4를 토대로에 변화를 주어 값을 구한다.관의길이(m)직경(m)유출시간0.170.0080.770.0022592.7677554.367119402.8544.2610.670.0020642.5286506.488617727.148.4450.570.0018642.2835457.392916008.7553.6450.470.0016532.0252405.641414197.4560.4890.370.0014291.7503350.576412270.1769.9900.270.0011841.4500290.442110165.4784.481-6-2. 결과 및 분석이론적으로 구한 결과 값과 실제 실험으로 측정한 값을 비교하여 본다.DATA값을 정리하거나 이론적인 값을 구하더라도 직경이 클수록 유출시간이 짧은 경향을 보였다.관 길이에 초점을 맞춰보자. 가정1, 가정2 그리고 가정3, 가정4 의 경우는 각각의 값이 비슷한 값으로나왔고 유효숫자 소수점 맞추기를 하면 같은 값이 되었다. 위의 그래프에서 보다시피 가정1과 가정2의경우는 관 길이가 짧을수록 유출시간이 길게 나타나 있고 가정3과 가정4의 경우 관 길이가 길어질수록유출시간이 길게 나타나있다.직경에 관계없이 길이에 따라서 가정1과 가정2 그리고 가정3과 가정4의 유출속도의 경향이 다르게 나타났다.위의 직경4mm에서의 그래프를 보면 관 길이가 증가 할수록 유출속도가 가정1과 가정2는 증가하고 가정3과가정4는 유출속도가 감소함을 볼 수 있다.계산시 가정1과 가정2의 공통적인 요소는 마찰이 없다고 가정하는데 있다. 그리고 가정 3과 가정4는 마찰이있다는 가정하에서 계산 되었다. 가정1과 가정2 그리고 가정3과 가정4 사이의 차이는 수조 속도의 고려 여부인데 계산 값이 같은 점으로 보아 수조 속도는 영향정1108.01248.00527.003가정2108.01248.00527.003가정3250.06891.76446.188가정4250.06891.76446.188위에 정리된 표에서 알 수 있듯이 가정1과 가정2의 값은 실험값에 비해서 작았고 가정3과 가정4의 값은실험값에 비해서 크게 나타났다. 이 차이가 나는 근본적인 이유는 마찰의 유무 여부에 있다.유출시간(sec)0.004m0.006m0.008m0.17m실험값190.33380.33343.333이론값212.2583.76144.261절대오차-21.917-3.428-0.9280.26m실험값213.66792.66749.333이론값227.40486.90345.011절대오차-13.7375.7644.3220.45m실험값230.667106.66754.667이론값250.06891.76446.188절대오차-19.40114.9038.479네가지 가정 중에서 실험값에 가깝다고 생각하는 것은 가정4의 경우이다. 가정4의 경우 실험시 유출속도에관여 할 요소를 모두 생각해 봤다고 할 수 있다. 다만 그 결과값이 실험값과 많은 차이를 보였다. 위의 표는실험값과 가정4의 이론값을 비교한 오차을 표기 하였다. 절대오차임에도 절대값을 쓰지 않은 것은 실제적으로모든 관의 경향성이 비슷하다면 실험값에서 이론값을 뺀 차가 모두 음수나 양수의 한 가지 부호가 되어야하겠지만 실제적으로는 ,,, 이렇게 네 경우는 양수 값을 보였다.-8-위의 그래프는 직경 8관길이 17에서 수조의 수두를 10씩 낮추면서 결과를 정리한 것이다.그래프로 봐서는 실험값과 이론값의 차가 크게 나타난다. 수조의 높이가 낯을 수록 유출속도가빨라지는 경향을 보였다.3. 결론 및 토의유출 실험은 중력에 의해서 수조의 물이 아래의 관을 통해서 나오는 것을 유출시간으로 측정하고, 측정된유출시간과 직경과 관의 길이 등의 주어진 조건에서의 이론적인 유출시간을 계산하고 이를 비교하여 보았다.실험결과에 대한 예상으로 관의 길이가 길수록 관의 직경이 작을수록 마찰이 크게 일어나서 유출시간이 길어질 것나 보이는 것처럼 보이지만그보다 빠져나가는 유체의 양이 많아져서 직경이 증가 할수록 유량이 증가한다. 이론값을 찾는 가정에서 가정1과가정2의 값은 유체마찰을 고려하지 않았기에 관의 마찰이 없다. 관의 길이가 길수록 유출속도가 빠르다고 결과가나왔는데 이는 유출되는 속도가 같지만 길이가 더 길기 때문에 값을 구함에 작은 값이 나온다.이론적인 유출시간은 실험값에 비해서 크다. 즉 유출속도에 영향이 이론에서는 더 크게 작용하는 것이다.아마도 마찰손실을 구함에 있어서 난류가 마찰부위에서 모두 일어나지 않고 부분 층류라던지 전이영역 생성 등변수가 작용했을 것이라 생각한다. 이론적인 값은 가정이 많이 들어가는데 우선 운동량 보존인자값이층류에서는 2 난류에서는 1 이런 식의 가정이 들어갔고 마찰손실어떤 종류의 마찰이 일어날 것 이라는 가정이 이론에 깔려 있어서 이론과 실험의 오차를 보인다. 다만 이번 실험에서 실험값과 이론값의 유출속도 관계의경향성이 유사성을 보여 실험식으로 만들어진 이론식이 타당성을 갖는다는 것을 알 수 있었다.-9-오차의 원인1) 정확한 시간 측정의 어려움우선 사람이 수두를 보고서 잰다는 것은 많은 오차를 남기게 하는 측정 방법이다. 수두에 부표가 있어서 이에정확한 기계적 측정이라면 모를까 실질적인 신뢰성은 떨어지기 마련이다. 그러나 실험을 반복하여 비슷한값을 오차범위에서 얻었다면 우선적으로 값의 신뢰도가 올라 갈 것이다. 수두의 잔물결은 1~3초 정도의차이를 나타나게 할 정도로 영향을 끼친다. 이는 동시에 측정한 실험원 간의 시간차가 나는 것으로 확인할 수 있었다.2) 실험기구에서의 누수관과 수조를 연결하는 밸브에서 누수가 일어났고 이에 손실이 발생하였을 것으로 보인다. 또한 실리콘이나테프론 테이프로 감싼 부분에서 완전한 방수가 되지 않아 손실되는 유량이 발생하였고 어느 정도 실험 값에영향을 주었다고 생각한다.3) 계산기 문제마찰이 있음을 가정한 경우를 계산함에 계산기의 solver를 이용하였는데 이 solver를 이용하면서root와 분수꼴에 의해 계산

공학/기술| 2010.06.21| 10페이지| 1,500원| 조회(203)

화학공학실험, 유체역학, 화학공학, 유출

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와류 실험 결과 레포트

화학공학실험3 결과보고서실험제목 : 와류 실험1. 실험제목 : 와류 실험2. DATA 처리1) DATA40 rpm 60 rpm실제 rpm : 40.4 실제 rpm : 60.05반지름(cm)높이(mm)압력차(mmH2O)왼쪽오른쪽06*************15646*************155872159.31551075159.*************4반지름(cm)높이(mm)압력차(mmH2O)왼쪽오른쪽04*************1**************************1531065161.5152.512751621522) DATA 처리순서FLOW실험값 DATA 처리이론값 data 처리1. 높이차 구하기Polymath(regression)각속도 계산엑셀 사용이론적 표면 높이 계산2. 압력차 구하기Polymath(regression)각속도 계산, 밀도엑셀 사용이론적계산3. 등압면 구하기실험적 등압면 도시이론적 등압면 도시4. 상승체적 구하기추세선으로 구한 2차 함수 이용상승체적 식에 대입해서 계산3) DATA 처리 및 계산1) DATA 값 단위 환산 및 압력차 구하기40 rpm (실제 rpm : 40.4) 60 rpm (실제 rpm : 60.05)반지름(m)높이(m)압력차(mmH2O)00.06520.020.06630.040.06730.060.06940.080.0724.30.100.0754.50.120.0796반지름(m)높이(m)압력차(mmH2O)00.04630.020.04740.040.05050.060.05360.080.05780.100.06590.120.07510- 1 -높이를보정40 rpm (실제 rpm : 40.4) 60 rpm (실제 rpm : 60.05)반지름(m)(m)압력차(mmH2O)0000.020.00110.040.00210.060.00420.080.0072.30.100.0102.50.120.0144반지름(m)(m)압력차(mmH2O)0000.020.00110.040.00420.060.00730.080.01150.100.01960.120.02972) 70915Rmsd = 6.423E-05Variance = 6.973E-08b) 60rpm의 경우POLYMATH ResultsNo Title 05-18-2010Polynomial Regression ReportModel: C03 = a0 + a1*C01 + a2*C01^2Variable Value 95% confidencea0 4.299E-20 8.446E-04a1 6.935E-20 7.487E-05a2 1.951E-04 1.129E-05GeneralOrder of polynomial = 2Regression including free parameterNumber of observations = 13StatisticsR^2 = 0.9933005R^2adj = 0.9919606Rmsd = 2.205E-04Variance = 8.22E-07- 2 -? 엑셀 사용a) 40rpm의 경우b) 60rpm의 경우(2) 이론값 DATA 처리? 각속도 계산- 40rpm- 60rpm? 이론적 표면의 높이 계산40 rpm (실제 rpm : 40.4로 계산) 60 rpm (실제 rpm : 60.05로 계산)반지름(m)(m)이론적(m)0000.020.0010.000360.040.0020.001440.060.0040.003240.080.0070.005760.100.0100.0090.120.0140.01296반지름(m)(m)이론적(m)0000.020.0010.000810.040.0040.003240.060.0070.007290.080.0110.012960.100.0190.020250.120.0290.02916- 3 -a) 40rpm의 경우b) 60rpm의 경우(3) 실험값과 이론값 그래프 비교a) 40rpm의 경우b) 60rpm의 경우3) 압력차 구하기? 각속도 및 밀도 값각속도 값- 40rpm- 60rpm물의 밀도값- 4 -? 이론적 압력차() 구하기이용해서 계산40 rpm (실제 rpm : 40.4에서 계산) 60 rpm (실제 rpm : 60.05에서 계산)반지름(m)()이론적()0 실험값60rpm 이론값- 6 -5) 상승체적 구하기? 추세선을 이용한 2차 함수 이용40rpm60rpm실험값이론값? 상승체적 식에 대입하여 계산전체부피 :비어있는 부피 :상승체적 부피(은 실험기구의 반지름)a) 40rpm- 실험값 계산- 이론값 계산b) 60rpm- 실험값 계산- 이론값 계산- 7 -전체부피()비어있는 부피()상승체적 부피()와의 비40rpm 실험값0.00063330.00039280.00024050.61240rpm 이론값0.00055880.00026570.00029311.10360rpm 실험값0.00131190.00070200.00060990.86960rpm 이론값0.00131190.00065230.00065961.011와와 비는 이론적으로는 1이 나와야 한다. 그러나 적분과 소수점의 반올림으로 인하여정확한 1의 값이 나오지 않는다. 대신 실험값에 비해서 이론값은 1에 근접한 수치를 보여준다.6) 오차 계산실험값과 이론값의 오차를 구한다. 이론값을 기준으로 하고 실험값과의 차이를 비교한다.(1)오차40 rpm 60 rpm(m)실험값(m)이론값(m)절대오차상대오차(%)000000.020.0010.000360.00064177.780.040.0020.001440.0005638.890.060.0040.003240.0007623.460.080.0070.005760.0012421.530.100.010.009000.0010011.110.120.0140.012960.001048.02(m)실험값(m)이론값(m)절대오차상대오차(%)000000.020.0010.000810.0001923.460.040.0040.003240.0007623.460.060.0070.007290.000293.980.080.0110.012960.0019615.120.100.0190.020250.001256.170.120.0290.029160.000160.55(2)오차40 rpm 60 rpm(m)실험값()이론값()절대오차상대오차(%)000000.029.83.556.251176.130.049결과 및 분석- 우선 실험 DATA는 중심부터 오른쪽 한 방향의 거리에 따른 물의 높이를 측정하였다. 그리고 얻어진 DATA를각 측정값과 초기값의 차로 0부터 표를 작성하였고 이를 통해 그래프를 도시하였다.- 실험을 통해 얻은 높이차의 경우 이론적으로 계산한 수치에 비해서 큰 수치를 보였다. 40rpm의 경우 오차는중심으로 부터 멀어질수록 줄어들고 중심에 가까울수록 큰 오차를 보였다. 60rpm의 경우 40rpm에 비해서 작은오차를 보였다. 그러나 경향성으로는 중심에서 멀어질수록 오차가 크게 나타났다.- 압력차의 경향성은 중심에서 멀어질수록 압력차가 증가함을 알 수 있다. 압력차에 의한 오차율이 높이차에서나타난 수치보다 크게 나타났다. 40rpm에 비해서 60rpm의 큰 각속도를 가진 경우 오차율이 작았고 중심으로부터 멀어질수록 오차가 증가했다. 압력 경향성을 나타낸 그래프를 보고서 각속도가 커질수록 압력차가 큰폭으로 증가함을 알 수 있다.- 등압면의 도시를 통해서 40rpm에 비해 60rpm의 등압면이 중심에서 멀어질수록 촘촘해짐을 볼 수 있다.두 그래프 모두 중심으로부터 멀어질수록 압력차가 줄어든다. 그리고 압력차의 변화폭은 점점 줄어든다.- 상승체적 부피의 경우 전체부피를 계산하고, 비어있는 부피는 추세선을 통해 부피를 구하였다. 이론적인 값이비어있는 부피와 상승체적 부피가 비슷한 값을 가지는 반면, 실험값은 상승체적 부피 값이 더 작게 나타났다.4. 결론 및 토의1) 결론와류 실험에서 유체가 회전할 때 받는 힘은 중력과 원심력이다. 두 힘의 평형이 이루어지는 벡터는 유체의표면으로부터 접선에 수직한 방향이다. 이 때 유체의 표면은 포물선 형태를 띠고, 힘의 평형이 이루어지는벡터방향이 중심으로부터 멀어질수록 바닥과 수평형태를 가진다는 것을 알 수 있다. 각속도가 증가하면 원심력의 세기가 커지고, 포물선의 형태는 좀 더 오목한 형태를 가진다. 포물선의 접선을 보면 각속도에 의해서기울기가 증가함을 볼 수 있다. 중심으로 부터의 거리가 증가함에 따라 유체 표면의그러므로 측정된 수치에 주관성이 개입되어 정확한측정값이라 단정하기 어렵다.? 실험기구의 중심 찾기로부터 오차실험기구의 회전축이이 되는 지점이다. 중심 찾기가 선행되어야 측정값의 오차를 줄일 수 있다.전 실험조의 도움으로 중심점을 기록하고 실험을 시작하였는데 알려준 중심점이 회전축과 어긋남이있어 다시 중심점을 찾고서 실험을 진행했다. 실험기구의 회전축이 떨림으로 인해 미세하게 이동하여거리차 측정에 오차 발생이유가 될 수 있다.- 9 -? 수두차 측정의 어려움측정 핀 옆에 달린 얇은 관에 연결된측정기에서 거리차에 따른 압력차를 측정하였는데반복 측정을 하여도 다른 값과의 차이가 크게 나지 않아 압력차의 정확한 측정이 이루어지지 않았다. ? 조작변인의 적절성 부족측정시 중심으로 부터의 거리를 2으로 두고서 측정하였다. 그리고의 범위는 최대 12로그 영향은 등압면의 도시에서 40rpm의 그래프가 경향성 보기 힘들게 나타난 것이다.측정 구역이 짧아서 그려진 그래프의 경향성이 60rpm에 비해 현저히 떨어진다.(2) DATA처리 및 계산과정에서 오차? 수치의 반올림 오차우선 계산의 편이를 위해서각 수치들의 반올림을 하였다. 그런데 이 반올림으로 인한 각속도나일 때 높이차의 반올림 등의 경우가 상승체적의 부피에 영향을 주어 오차를 발생시킨다.? 적분과 추세선으로 구한 함수의 오차적분계산이 상승체적 부피 계산과정의 오차 원인이 됨을 볼 수 있다. 적분하게 되는 함수는실험값과 이론값에 의한 추세선으로부터 구한 2차 함수이다. 추세선 함수는 정확한 함수 값이 아니다.경향성을 함수화 한 것이다. 그리고 계산시 실험값 함수의 상수와 이론값 함수의 1차 계수, 상수는값이 작은 관계로 무시를 하였다. 이에 적분시 오차가 발생했다고 생각 할 수 있다.3) 토의 및 고찰다른 실험에 비해서 상대적으로 쉽다고 생각하고 실험에 임했다. 하지만 막상 실험 DATA값을 보면만만치 않음을 느꼈다. 수면에서의 정확한 높이차를 측정하는 것에 어려움이 따랐고, 압력차 측정시에는수두차의 변화가 커서 측정시 -

공학/기술| 2010.06.21| 10페이지| 1,500원| 조회(789)

중력, 실험, 화학공학실험, 와류, 강제와류

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단증류 실험 결과 레포트

화학공학실험3 결과보고서실험제목 : 단증류 실험1. 실험제목 : 단증류 실험2. DATA 처리1) DATA원액잔류액응축액밀도0.9180.9620.8664질량(비중계)22.9524.0521.66부피(비중계)252525굴절률1.34311.34031.3418질량(전체)100.9856.3243.22) DATA 처리순서DATA 처리방법사용 수식 및 자료굴절률메탄올 수용액의 굴절률⇒ 조성비 구함메탄올 수용액 조성비에 따른 굴절률밀도메탄올 수용액의 밀도⇒ 조성비 구함메탄올 수용액 밀도에 따른 조성비도식적(Rayleigh식)Rayleigh식 값⇒선도에 대입⇒ 조성비 구함Rayleigh식메탄올 수용액선도해석적(Rault 법칙)상대휘발도 식⇒ Rayleigh식에 관해 유도⇒ 조성비 구함상대휘발도 식메탄올 상대휘발도 도표Rayleigh식3) DATA 처리 및 계산(1) 굴절률을 통한 조성비? abbe 굴절계를 통해서 원액, 잔류액, 응축액의 굴절률을 구한다.원액잔류액응축액굴절률1.34311.34031.3418? 구한 굴절률을 메탄올 수용액 조성비에 따른 굴절률 표에서 역으로 확인하여 조성비를 구한다.메탄올 조성비abbe 굴절률메탄올 조성비abbe 굴절률0.261.33970.501.34310.281.34020.521.34310.301.34070.541.34300.321.34110.561.34290.341.34150.581.34280.361.34190.601.34260.381.34220.621.34250.401.34250.641.34220.421.34270.661.34190.441.34290.681.34150.461.34300.701.34110.481.34310.721.3407메탄올 수용액의 조성비에 따른 굴절률? 잔류액의 굴절률에 따른 조성비 (내삽)조성비0.280.2840.3밀도1.34021.34031.3407? 응축액의 굴절률에 따른 조성비 (내삽)조성비0.660.6650.68밀도1.34191.34181.3415? 굴절률에 따른 조성비 정리굴절률조성비원액1.34310.5잔류액1성비를 역추측한다.메탄올 수용액 조성비에 따른 밀도- perry's handbook을 참조하여 밀도로부터 조성비를 구한다.- 메탄올 수용액의 온도는 15로 본다.- 내삽을 이용하여 구한다.? 원액의 밀도에 따른 조성비 (내삽)조성비0.490.50265310.5밀도0.920480.9180.91852? 잔류액의 밀도에 따른 조성비 (내삽)조성비0.240.24356640.25밀도0.962510.9620.96108? 응축액의 밀도에 따른 조성비 (내삽)조성비0.740.73617890.75밀도0.865460.86640.863? 메탄올 수용액의 밀도에 따른 조성비 정리밀도조성비원액27.2331150.503잔류액25.9875260.244응축액28.8550320.736(3) 도식적 방법을 이용한 조성비? Rayleigh식 유도액체와 기상 조건에 따른 물질수지 식을 세운다.여기서는 극미량으로 무시 위의 식 변수분리하고 정리적분하면메탄올 수용액 x-y-I 선도? 실험 DATA값 대입100.9856.320.5이므로이 성립한다.왼쪽의 그래프를 통해서임을 알 수 있다.이고선도를 통해서임을 알 수 있다.선도를 통해서임을 알 수 있다.(4) 해석적 방법을 이용한 조성비? 상대휘발도를 통한 Rayleigh식 표현상대휘발도이면로 정리된다.이 식을 Rayleigh식에 대입하면을 유도 할 수 있다.? 상대휘발도 구하기- 실험에서 메탄올 수용액은 가열동안에 15~78℃의 온도를 가진다.온도 (℃)메탄올물상대 휘발도1780.617.554.59259322108.3819.864.45720027140.7626.795.25419932171.0735.734.78785337230.7947.164.89376642271.6561.634.40775647345.5479.774.33170452450.62122.323.68394457561.24130.134.31291862678.04184.143.68219867810.21245.433.301186721013.93285.213.555030771109.56310.83.57.570응축액 조성비0.6650.7360.7000.650오차율(%)-10.7045.2632.289실험값으로 얻은 실제적 메탄올 조성비를 굴절률로 두고서 오차율을 계산하였다.abbe 굴절계에 의해 측정된 값이 같은 측정값인 밀도에 비해서 신뢰도가 있다고 생각하였다.잔류액과 응축액의 질량만으로 계산되어진 도식적 해와 해석적 해는 이론적인 값으로 실험에서 측정한측정값과 비교해 보았다.오차율을 보면(기준 굴절률) 잔류액의 경우 도식적, 해석적, 밀도 순으로 오차가 크고응축액의 경우 해석적, 도식적, 밀도 순으로 오차가 크게 나타났다.4. 결론 및 토의1) 결론처음의 농도가 0.5을 차지하던 원액은 증류과정을 거친 후 남은 잔류액에서 0.5보다 낮은 값의 농도를보였다. 이는 메탄올 수용액에서 메탄올이 물보다 더 빨리 증발하여 응축액으로 남게 되고 그 결과잔류액은 상대적으로 낮은 농도를 보인다.원액이 가열되는 동안 온도가 증가함에 있어서 물과 메탄올 모두 휘발되어 응축액으로 이동하게 되고상대휘발도가 메탄올이 더 커서 응축액에서 메탄올의 비중에 더 크게 나타난다. 이때 100℃의 끓는점을가지는 물이 온도가 증가하면서 끓는점이 되기 전에 휘발성인 메탄올과 함께 휘발되어 응축액으로이동하였다.2) 실험의 오차원인 분석(1) 실험방법에서의 오차? 완전밀폐상태실험에 쓰인 메탄올은 강한 휘발성을 가진 물질이다. 즉 단시간이라도 공기 중에 노출시상당량이 휘발되어 사라진다. 이러한 점 때문에 질량 측정이나 부피측정 그리고 이동시에밀폐용기의 활용이 필요하다. 그러나 이번 실험에서 플라스크에 넣는 과정이나 후에 응축액과잔류액을 회수하는 과정 등에서 공기 중에 노출되는 상황이 발생하므로 이에 휘발된 메탄올이존재한다.? 비중병의 오차비중병에서 질량을 측정하고 부피를 측정하는데 비중병의 상태에 문제가 있다. 기본적으로전 실험에서 비중병을 사용하였으면 휘발성 용매를 이용하여 세척 후 말려야하는데,비중병 내부에 증기류를 감지하였고 이를 제거 후 비중병을 사용하였지만 부정확하다.실험에서 한가지의 비중 그리고 냉각되기 시작한 시점에서 응축액 쪽의입구로부터 존재하던 용액이 잔류액 쪽으로 역류를 하였다. 역류현상은 갑작스런 압력차로인해 생긴다고 생각했는데 이 때문에 잔류액 부분에 응축액으로 가야 할 용액이 섞이게되었다.? 실험기 내부의 수증기온도가 높아짐에 용액은 기상이 되는 증기가 증가하는데 이때 증기는 심험기 내부의 공기와혼합된다. 이는 공기 중의 낮은 비중을 차지하는 수증기와도 혼합되고 냉각기를 통해서함께 응축됨을 의미한다. 즉 작은 양이지만 수증기의 응축도 존재한다.(2) DATA처리 및 계산과정에서 오차? 온도의 가정-1초기 메탄올 수용액의 온도는 12.9℃였다. 그러나 DATA 처리 과정에서 밀도를 구할 때온도는 15℃를 기준으로 정하였다. 이는 당시 측정시 50wt%용액인 원액의 밀도값 0.918이15℃에서 0.5를 나타내는 문헌 값에 바탕을 두고 생각했기 때문이다. 12.9℃로 DATA처리를하면 초기의 비율이 0.5가 아니라 0.51999의 비율을 보이기에 DATA처리의 용이성을 생각해서15℃로 설정하고 계산하였다. 그러나 온도에 따른 밀도차가 1~2℃에도 크게 나타났다.? 온도의 가정-2상대휘발도 계산시 온도의 범위는 17~77℃이다. 그러나 실제 실험에서의 온도 범위는12.9~78℃이다. 상대휘발도를 계산함에 온도 구간별 문헌 값의 평균을 이용 한 것과그 온도 범위도 정확하지 않는 것에 오차가 발생한다.? 도식적 그래프 해석의 오차도식적 방법에서 사용한선도는 세미나 조로부터 구한 것인데 구림에서 찾은 것이다보니 어떤 Rayleigh값이 되더라도 0.4~0.6이내의 값에서는값은 0.3의 주변이다. 그리고육안으로 보는 그래프에서의 차이는 그리 크지 않다. 도식적 방법에서는 이미 잔류액은 0.3과응축액은 0.7이라는 정해진 값을 갖게 된다. 이는 소수점 단위까지 찾지 못하는 도식적 방법의한계라 생각한다.? 메탄올의 순도의 미고려메탄올이 어떠한 순도를 가졌는지 고려하지 않았다. 95wt%의 메타올을 사용하였다면우리가 생각하는 50wt%의 요액은 메탄되어 나오고 휘발된 증기를 바로 모으면 분리가 가능하지만현실상 2성분계의 용액은 응축액에 함께 존재한다. 이는 온도가 올라감에 따라서 비점에 다다르지못하더라도 휘발성을 통해 증기화 되기 때문이다. 이는 온도마다 액상과 기상의 조성이 다른 상평형을보이는 것으로 알 수 있다. 결과 부분을 부면 잔류액과 응축액의 합이 1이 되지 않는다.1보다 작은 수치를 보이는데 이는 실험기에서 응축액과 잔류액 그리고 냉각수를 지나는 일정 용액의회수 되지 못한 용액 량이라 생각 할 수 있다. 이것은 실험 DATA에서 응축액과 잔류액의 질량 합이초기 용액의 질량보다 작은 것으로 나타난다. 공기 중이나 실험기구에 붙어 있거나 잃어버린 용액이다.실험의 초기 예상은 굴절률을 기준으로 한다면 밀도, 해석적, 도식적 순으로 오차가 난다고 예상하였다.그 이유는 밀도는 굴절률과 마찬가지로 측정을 통한 값이기에 이론적으로 구한 해석적, 도식적 방법의값보다 신뢰성이 높다고 판단했기 때문이다. 그러나 실질적으로 밀도에 의한 조성비는 굴절률에 의한조성비와 큰 오차를 보인다. 이는 밀도를 측정할 때 생기는 많은 오차의 이유 때문이다. 부피 측정시비중병의 상태에 따라서 또는 전자저울의 표기되지 않은 소수점에 의해서 밀도는 큰 폭의 변화를 보인다.그리고 실험이 끝난 후 밀도를 측정할 때 각 용액들의 온도를 고려하지 않았고 이는 측정시 온도가얼마인지를 모르는 것이다. 온도의 차에 따라서 크게는 7~8%의 값을 보이는데 정확한 온도 측정도이루어졌다면 밀도에 의한 조성비의 오차가 크게 줄었을 거라 생각 할 수 있다.도식적인 방법은 직접 그래프에 대입해서 그리는 방법인데 그 그래프 또한 실험을 통해서 얻어진 실험DATA의 집합이고 이는 초기 예상과는 다른 신뢰도를 줄 것이다. 그러나 잔류액 질량의 큰 변화에도미분값의 변화량은 적어서 잔류액의 조성비가 0.3이라는 정해진 값을 보였다. 미분에 의한 그래프의선도가 일정 한계를 지님을 보여준다. 주어진가 아니라 실험을 통해서 직접 선도를 그려보고 싶기도하다.해석적 방법은것

공학/기술| 2010.06.21| 8페이지| 1,500원| 조회(1,896)

화학공학실험, 단증류, 화학공학, 메탄올

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유체마찰손실 실험 결과 레포트

화학공학실험3 결과보고서실험제목 : 유체마찰손실 실험3nd 유체마찰손실실험 결과보고서 - -1. DATA 처리실험은 오리피스 → 벤츄리미터 → 급확대 → 급축소 순으로 실시하였다.이때 유류의 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 흐른다.오리피스 → 벤츄리미터 → 급확대 → 급축소유량 측정수두차 측정유량의 경우 로타미터(rotameter)를 이용해 측정하는데 실험시 고장의 이유로 사용하지 않고 나오는유량은 매스실린더를 통해서 측정하였다.수두차는 실험기구 옆에 달린 수두차 측정기(manometer)를 통해서 측정하였다.1) 실험데이터종류오리피스벤츄리미터급확대급축소부피유량()1차2522482442522차220216216216수두차()1차38948216462차3043841034상류관 지름()20.1520.32040하류관 지름()12.410.154020계산과정에서는 1차와 2차시기의 평균으로 계산한다.종류오리피스벤츄리미터급확대급축소부피유량()236232230234수두차()346.54331340상류관 지름()20.1520.32040하류관 지름()12.410.154020-1-2) 오리피스와 벤츄리미터 DATA처리DATA Flow계산 방법(1)값 구하기⇒? 질량유속 구하기⇒? 레이놀즈 수 구하기⇒?구하기⇒?와로구하기(2)구하기⇒(1)의 식을 이용해서구하기(3) 수두차 단위환산⇒,를 구한다.(4)값 비교⇒,의 이론값과 실험값을 비교오리피스벤츄리미터(1)값 구하기? 질량유속 구하기? 레이놀즈 수 계산?값 구하기(1)값 구하기? 질량유속 구하기? 레이놀즈 수 계산?값 구하기- 2 -오리피스벤츄리미터?와로구하기그림에서구하면 0.6745?와로구하기그림에서구하면 0.9875(2)구하기(2)구하기(3) 수두차 값 단위환산(3) 수두차 값 단위환산(4) 이론값과 실험값 비교이론값실험값()4192.7473397.858측정값이론값()236212.454(4) 이론값과 실험값 비교이론값실험값()4210.7834246.096측정값이론값()232231.999- 3 -3) 급확대, 급축소 DATA 처리급확대급축소(1)이용해서를 구한다.⇒?.,값을구한다.(1)이용해서를 구한다.⇒?.,값을구한다.⇒?.,값을구한다.⇒?.,값을구한다.⇒?.값을구한다.⇒?.값을구한다.⇒?.를 구한다.⇒?.를 구한다.(2)수두차 단위환산⇒,계산(2)수두차 단위환산⇒,계산(3)실험값과 이론값 비교(3)실험값과 이론값 비교급확대급축소(1) 실험을 통해 이론적값 구하기?.,값을 구하기급확대 상류관의,하류관계산(1) 실험을 통해 이론적값 구하기?.,값을 구하기급축소 상류관의,하류관의계산- 4 -급확대급축소?.,값을 구하기?.(이론값) 구하기?구하기?.,값을 구하기?.(이론값) 구하기?구하기(2) 수두차 값 단위환산 및(실험값) 구하기(2) 수두차 값 단위환산 및(실험값) 구하기(3) 이론값과 실험값 비교이론값실험값()0.1510.128()100.060127.480(3) 이론값과 실험값 비교이론값실험값()0.0620.132()321.870392.249- 5 -2. 결과분석오리피스, 벤츄리미터, 급확대관, 급축소관의 이론값과 실험값을 비교하였다.오리피스이론값실험값()4192.7473397.858측정값이론값()236212.454절대오차:상대오차:절대오차:상대오차:벤츄리미터이론값실험값()4210.7834246.096측정값이론값()232231.999절대오차:상대오차:절대오차:상대오차:급확대이론값실험값()0.1510.128()100.060127.480절대오차:상대오차:절대오차:상대오차:급축소이론값실험값()0.0620.132()321.870392.249절대오차:상대오차:절대오차:상대오차:실험에서 유량측정에 쓰이는 것은 원래 로타미터였다. 그러나 전 실험조에서 사용해서도 정확한 결과가나올지에 대한 의문이 있어 사용하지 않는 대신 매스실린더를 이용해 유량 측정을 하였다.수두차는 마노미터()를 이용해서 각 관의 수두차인를 구하였다.실험은 형태 마찰을 계산하는 것을 중심으로 하였다. 본래 베르누이의 정리에 나타난 마찰계수는 표면마찰과형태마찰의 합으로 이루어진다. 그러나 실험에서 비교해보려는 것은 관의 형태에 따른 값의 변화를 비교해보는 것을 전제로 하였기에 표면마찰은 관여 할 만큼 크다고 보지 않았다.DATA 처리를 보자면 실험전에 오리피스에 비해서 벤츄리미터가 더 손실이 적다고 하는 가정은 잘 들어맞았다. 특히 벤츄리미터의 경우 오차량이 놀랍도록 적어서 원래부터 잘 만들어진 기구가 안가 하고생각되어졌다. 급확대와 급축소의 경우 마찰계수에 대한 이론값과 실험값 비교에서 급축소가 더 큰 오차를보였지만 압력차에서는 급확대가 더 큰 오차를 보였다.오리피스와 급확대의 경우 이론값이 실험값에 비해 더 크고, 벤츄리미터와 급축소의 경우 이론값이 실험값보다 작은 값을 보였다. 오리피스와 벤츄리미터의 경우 유량을, 급확대와 급축소의 경우 마찰계수를 비교하였는데 오리피스에 비해서 벤츄리미터가, 급축소에 비해서 급확대가 더 이론값에 가까웠다. 이 4가지의관을 비교해 보기 위해을 계산하여 비교해 보았다. 그 결과 이론값과 실험값의 차이가 벤츄리미터,오리피스, 급축소, 급확대 순으로 나타났다.- 6 -3. 결론 및 토의실험에서 주어진 조건은 관의 상류관지름과 하류관지름 그리고 측정된 유량과 수두차이다. 이번 실험에서쓰이는 기본적인 식은 베르누이 방정식이고 베르누이 방적식을 변형하여 각 관에 맞는 식을 세웠다.그리고 주어진 조건과 측정값을 통해서 유량과 압력차, 마찰계수를 계산하였다. 유량을 통해서 압력차를 계산하였고 이를 실제 수두차와 비교를 하였다. 오리피스만이 이론값이 실제 수두차에 비해서 작은 값을 보였다.이론값은 실험을 통해서 얻어진 data로 만들어진 실험식을 기반으로 하는데 벤츄리미터의 경우 실험식이상당히 잘 들어맞는 걸 볼 수 있다. 실험식으로 된 이론값이기에 실제로 측정한 수두차값에 문제가 없을 경우오차가 발생한다면 이론값에 문제가 있다고 볼 수 있다. 오차가 발생한 원인을 생각해 보자면(1) 베르누이 방적식 가정시 무시한 요소베르누이 방정식에서라는 가정을 하였고 전체마찰계수는 표면마찰과 형태마찰을 모두 내포 하는데계산시 표면마찰은 유량이 표면마찰을 무시 할 만큼의 유속을 가진 유체가 흐르며 난류를 형성하기에 표면마찰은 어느 정도 무시가 가능하다는 가정을 하였다. 표면마찰이 어느 정도의 압력차에 영향을 주는지는 알 수 없지만 오차의 원인 될 것이라 생각한다.(2) 운동량 보존법칙 continuity equation이론값을 구할 때 베르누이 방적식과 운동량 보존법칙을 사용하였다. 운동량 보존법칙의 경우 자연현상에선기본이 되는 식이지만 실험에서 과연 손실이 없이 운동량이 보존되었냐는 것이다. 물론 운동량 보존법칙을통해서만 식을 변형하여 원하는 이론식을 만들 수 있기에 가장 큰 가정은 운동량이 보존된다는 것이다.다만 오차의 원인의 한 가지가 된다고 생각한다. 유체의 흐름에서 발생하는 열은 미비 할지라도 손실이되고 육안으로 확인이 안 되는 기체가 관내 존재 할 때 손실이 발생한다.(3) 실험기기의 오류 및 측정값 오류이론적인 가정이 항상 맞다고 볼 수 없는 게 실험식을 기본으로 하는 이론식인 경우이다. 하지만 간과하지말아야할 것은 측정 실험기구의 부정확한 측정값이다. 먼저 유량 측정시 로타미터는 사용되지 않았다.이는 전번 실험조에서의 조언도 있었지만 읽으려고 해도 부표가 상하로 움직이는 폭이 커서 읽기가 용이하지못하였다. 그래서 매스실린더를 통한 유량 측정을 하였는데 측정시 시간과 물의 양을 측정한 것으로 정확한값을 얻기는 힘들 것으로 보인다. 물이 나오는 파이프를 돌리면서 매스실린더에 옮겨지면서 흘러내린 물의양이나 눈으로 보면서 측정하는 시간의 측정시간은 세밀한 실험값을 주지 못한다. 다음은 마노키터인데수도차를 나타내는 비닐관속의 공기가 완전히 제거되어야 하는데 육안으로 보지 못하는 구간이 있어 불확실하다. 실험시 측정유량을 기준으로 비슷한 유량에 수두차 값을 얻었다. 문제는 수두차가 계속 움직인다는것이다. 관속의 물기둥이 미세하게나마 움직이고 결국 처음 읽었던 값보다 10이상 차이나기도 한다.특히 급확대의 경우에는 수두차가 4밖에 나지 않고 계속된 실험 속에서도 정확한 값이 나오지 않아 애를먹었다.4. 참고문헌- 단위조작 7th Ed. Warren L. McCabe McGrawHill Julian C. Smith / Peter Harriott 공저 page. 193(그림첨부)- John A. Roberson 공저 싸이텍 미디어 page. 709(그림첨부)- http://penedu.busanedu.net/유체역학 chapter5 (그림첨부)- 화학공학실험 Experiment in Chemical Engineering, 성기천 외2명, 사이텍 미디어 page. 387~394- 7 -

공학/기술| 2010.06.21| 7페이지| 1,500원| 조회(660)

화학공학실험, 오리피스, 유체마찰, 벤츄리미터, 무체마찰손실

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열전도도 실험 결과 레포트

화학공학실험3 결과보고서실험제목 : 열전도도 실험2nd 열전도도 실험 결과보고서1. DATA 처리1) 실험을 통해 얻으려는 것주어진 DATA를 통해서 열전도를 확인하고 이를 통해서 미지의 시료로 이루어진 시험편이어떤 금속인지 알아본다.2) DATA 측정시 가정① steady state 상태로 가정한다.② 단열상태로 축방향 - 1차원 model로 가정한다.③ 실험계에서는 전도만이 일어나며 대류나 복사에 의한 열손실은 없다고 가정한다.Flow 개요DATA 처리방법(1)를 통해서값을 구한다.→① DATA로부터 온도차를 계산한다.→② 단위길이당 온도 구배()를 계산한다.→③(단면적)를 계산한다.→④를 계산한다.?(2) 시험편의 끝부분의온도를 구한다.→를 이용해서,,,를 계산한다.?(3) 시험편의값을 구한다.→,,,를에 대입한다.?(4)값을 갖는 금속을 찾는다.→문헌 값을 찾아본다.3) DATA 처리과정표준 열 전도체시험 핀 1시험 핀 2재질copper??직경(mm)404040높이(mm)28342(kcal/mh˚C)320??표.1※ 주어진 조건 (실험제원)·열전도계수를 SI단위계로 바꿔준다.※ 측정 DATA측정지점온도(˚C)92.489.686.984.453.351.134.131.729.527.388표.2온도차(˚C)구간거리(mm)-2.830-2.730-2.530-31.114-2.230-17.012-2.430-2.230-2.230표.3(1)를 통해서값을 구한다.① DATA로부터 온도차를 계산한다.-= 92.4 - 89.6 = 2.8(˚C) 의 계산을 통해서 구할 수 있다.(표.3)에 정리② 단위길이당 온도 구배()를 계산한다.~구간과~구간은 시험편이 있는 구간으로 copper로만 이루어진 단일물질 구간인~,~,~,~,~,~,~각 구간들의 온도차의 평균을구하고 이를 각 구간의 길이로 나누어를 구한다.여기서 단위는 단위길이를 1로 표현한 것이다.③(단면적)를 계산한다.실험기구의 제원(표.1)에 실험계의 지름로 주어졌으므로원의 단면적의 값이 구해진다.④를 계산한다.를 사용 ( 실험에서측정한과는 copper부분의 온도이다. (각 copper의 길이는 측정시 5였다.)정확한 계산을 위해서는 시험편 양끝 부분의 온도 값이 필요하다.시험편1의 양끝 온도를와, 시험편2의 양끝 온도를와로 정한다.(그래프.1)과 (그래프.2)를 보면~구간이 copper로 이루어져있기에~선도의 연장선이고~구간 또한 copper로 이루어져있어~선도의 연장선이다.,,,를 계산해보면 다음의 값을 얻을 수 있다.※ 접촉 열저항그림.1그래프.3copper와 시험편이 연결되어있는 실험계의 경우 그 연결부위에 대해 생각해 볼 필요가 있다.시험편은 그 끝부분이 모두 copper와 접촉하고 있다. 접촉부분이 어떠한 형태인지 육안으로는확인 할 수 없지만 대략 (그림.1)과 같은 형태를 생각 할 수 있다. copper와 시험편사이의 공간이두 물질의 접촉점으로만 이루어져 있지 않고 빈공간이 있어 유체가 끼어 있다고 생각하면(이때의 유체는 공기로 생각한다.) 유체가 고체에 비해서 매우 작은 열전도 계수를 갖기 때문에열저항이 크게 발생할 것이란 걸 알 수 있다.접촉열저항이 발생한다고 가정하면 (그래프.3)과 같은 형태의 그래프를 얻을 수 있다.여기서 문제가 되는 것은 새로 추가된 온도점인와그리고의 값인데 실직적인 측정은불가능하다. 그러므로 추측만이 가능하다. 접촉열저항 식을 보면다음의 식값이 클 때 접촉열저항의 값이 작아지므로 열전달이 잘 일어나게 된다.이번실험은 기본적으로 상온, 대기압 상태에서 이루어졌다. 실험계가 온도가 높더라도 100˚C미만의 온도에서 진행된다. 이러한 조건은 분자의 평균자유행로가 압력이 낮아야지 일어나는공기의 열전도계수 값 감소와 무관하므로 공기에 의한 열저항은 고려하지 않아도 된다.또 실험기구가 열전도도를 측정하기위해 제작 된 만큼 copper와 시험편의 접촉점을 최대한밀착시켜 가공시켰을 것으로 보면 접촉면이라고 생각할 수 있다.그러므로 접촉열저항이 아주 작은 값이 되므로 실험에서 무시할 수준이 된다고 가정한다.(3) 시험편의값을 구한다.,,,값을에 대입하여프는 실험 DATA를 시험계의 누적길이와 각 지점의 온도를 나타낸 것이다.(그래프.4)로부터 얻을 수 있는 선형식은 세 가지이다.값은 누적거리를 대입하고 온도값인를 구할 수 있다.,,,는 가까운 선형식을 이용해서 구한다.는 ①이용,는 ②이용,도 ②이용,는 ③이용구한 값을에 대입하여,를 구한다.은 3.987,는 3.694은 3.984,는 3.703비교해보면 시험편1의 경우 0.008%, 시험편2의 경우 0.24%오차를 보인다.(4)값이 어떤 금속인지 찾는다.는 물질 고유의 성질이기에값을 통해서 어떤 물질이 시험편1과 시험편2로 쓰였는지알 수 있을 것이다.표.4 (perry's handbook)(표.4)는 perry's handbook의 금속의 열전도계수를 온도별 금속별로 표기한 Table이다.여기서 앞서 구한값을 찾아본다. 금속에 대한 온도별 값별로 나열되어 있기에 앞서 구한는어떤 온도에서 만족하는건지 생각해 본다.처음 시험편의 온도는 상온이었고 후에 100℃까지 heater가 열을 가한다.DATA값에서 측정한 시험편의 양끝 온도는 84~53, 51~34내의 온도이므로각각의 온도값을 절대온도값인 K단위로 바꾸면 300K와 400K 사이에 들어가게 된다.300~400K에서를 만족하는 금속은 Selenium(axis) 와 Tellurium 의 두 금속이 있다.※ copper값을 통한값 보정(표.4)를 통해서 시험편의 금속뿐만 아니라 copper도 온도에 따라값이 다름을 볼 수 있다.실험에서 측정한 DATA값은 93℃와 27사이 있으므로 copper의값은 (표.4)에서300.15~365.15K사이에 존재한다. 실험계에서 copper의를 온도별로 대입해야 되지만실험 제원에값과 차이를 통해 시험편의를 구해보는 것이기에 구간별 온도의 평균인332K에서의을 구해보면 397.8이다.실험제원의와 (표.4)에서의을 통해 보정인자를 구해보면보정인자보정인자를 통해서과를 구해보면처음에 구했던 값에 비해서 더 큰 값을 갖게 되었다.2. 결과분석실험을 통한 DATA 값을 통해서 얻은 온도금속과 문헌에서 찾은금속의 성질을 비교해서 알아볼 수 있을 것이다. 가장 쉽게 판별할 기준은 색이다.실험계 내부에 보이는 시험편은 둘 다 은색을 띈다. 다만 광원에 의해서인지 사물이 비춰보일 정도의빛나는 은빛은 아니다. 이와 비교할 Selenium(axis) 와 Tellurium을 보면 Selenium(axis)의 경우적색이나 또는 갈색을 띄는 금속성의 결정형태를 보인다고 한다. Selenium(axis)은 금속성의 붉은빛으로시험편과 일치하지 않는다. 그렇다면 Tellurium은 어떠할까 Tellurium은 금속광택을 띄는 은백색의무른 결정이라고 한다. 색을 확인하자면 시험편은 Tellurium이라고 말할 수 있다.값과 색이 유사함을 통해서 시험편의 미지의 시료는 Tellurium 이라고 생각 할 수 있다.3. 결론 및 토의1) 실험의 가정이번 실험은 정상상태-1차원의 조건에서 열전도도를 알아보는 것이다.실험에서 가정한 것은 열이 이동하는 축이축만이 존재하고 정상상태라는 것인데 이 근거는 실험계의주위를 단열 시키는 것이다. 그리고 이 단열이 100%라고 가정한다. 열전달 방식은 전도, 대류, 복사3가지로 나뉘는데 실험에서는 열전도만이 일어나고 대류와 복사를 통해 손실되는 열은 없다고 가정한다.열전도가 발생할 copper는 순수한 copper라고 가정하고, 실험기기의 제원에서 주어진 열전도계수가copper의값이라고 본다. data 처리과정에서 보았듯이 copper와 시험편사이에 존재하는 접촉열저항은없다고 가정해서 실험을 진행하였다. 가정들을 정리하자면① 정상상태-1차원 열전달 과정이다.② 단열은 100% 이루어진다.③ 열전도 외의 복사나 대류에 의한 열손실은 없다.④ copper는 순수상태로 주어진 제원값이 잘 들어맞는다.? copper와 시험편 사이에 접촉열저항은 무시한다.가정들이 존재하는 것은 실험 DATA정리를 간단히 만들기도 하지만 열손실량이 아주 작아서 실험값으로얻어진 결과 값에 영향이 미비한다고 생각되기에 사용된다. 가정 중에서도 실험 그 자체를 이루값을 만족함을 알 수 있다.3) 오차의 원인? 온도측정값실험기기에서 레버를 돌려 각 지점에서의 온도를 보여주는 디지털 온도 측정기의 경우최초실험 측정시 정수 값을 읽었고 마지막에 두 번을 소수점 값을 갖는 온도를 읽었다.정수 값은 90.5를 반올림하여 91로, 80.4를 80으로 보였다. 소수점이라고 해도소수점 한자리 까지만 보여준 것이기에 아주 정확한 값이라곤 볼 수 없다.② 정상상태-1차원 model이번 실험에서 heater는 100로 유지되도록 하였다. 그런데 이 heater가 온도를 유지하는 방법은100이상의 과열이 된 경우 heater가 작동을 멈추고 100보다 낮아진 경우 다시 작동하는 일련의과정을 반복하게 된다. 실험 온도측정시에 heater의 작동여부로 인한 온도유지가 실험 DATA값에영향을 줄 것이다. 또한 각 지점의 온도가 유지된 상태를 보고 정상상태라 판단하는데 이 때문에 측정값의온도차가 약간씩 다르게 나타나게 된다.③ DATA 계산DATA 계산을 하는데 쓰인 식은에서 쓰이는 열전도계수는 perry's handbook에서보는것과 같이 copper의값이 온도에 따라 다른 값을 보인다. 온도가 낮아질수록값이 커진다.이번 실험에서 copper의 온도 범위는 92.4에서 점점 감소하여 27.3를 보였고 이 차이는문헌값인 copper값이 92.4에서는 394.067, 27.3에서는 397.373의 값을 보인다.즉 온도가 내려갈 때마다 열전달이 더 잘되므로는 온도에 반비례되는 관계의 함수로 표현되어야더 정확한 값을 알 수 있을 것이다.오차가 발생함에도 결과 값으로 금속 Tellurium 임을 알 수 있다. 오차의 범위가 50%정도로 커지더라도의 값은 2와 6사이일 것이고 이 값을 가지는 금속은 perry's handbook에선 graphite(흑연)나PTEF(폴리테트라플루오로에틸렌) 정도 이다. 색판별로 보면 graphite도 광택성이 있어 시험편의 후보가될 수 있고 PTEF의 경우는 플루오르수지이기에 순수 금속으론 볼 수 없다고 생각한다.4. 참고문 58)

공학/기술| 2010.06.21| 8페이지| 1,500원| 조회(155)

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