열전도 실험 보고서 Up
[목차]
1.목적
열손실의 계산,보온.보냉 재료의 선택,화학장치 보온재선택등의 기초자료로서 고체의 열전도도를 정상상태의 열이동으로부터 구하고 전도에 의한 열전달을 이해한다.
2.실험기기 및 재료
실험준비물 : 버니어 캘리퍼스
시험편(Table 1-1참조)
Fig.1-2의 실험장치
재 질
La 388 Lb
2mm
4mm
SUS 304
1매
1매
Steel
-
-
Al
-
-
(Table 1-1 시험편 재질 및 재원)
Fig.1-2 열전도실험장치
3.이론
전도에 의한 정상상태에서의 열이동은 식 (1)의 Fourier법칙으로 나타낼 수 있다.
..................................(1)
여기서, q[Kcal/hr], L[m], A[m2], K[Kcal/m.hr.C。], t[C。]
일반적으로 t C。에서의 열전도도 K는 0 C。에서의 열전도도 K0 와 온도 t의 함수로서 근사적으로 다음 식으로 표시된다.
...............................(2)
온도계수 α는 물질에 따라 +(보온재) 또는 -(금속)값을 갖는다.식(2)를 식(1)에 대입하고 거리 L1～L2, 온도 t1～t2범위에 대해 적분하면
.......(3)
여기서, 를 t1 과 t2 에서의 열전도도의 평균값 K,(t1 - t2) 를 △t라 하고, 전열면적 A가 일정한 경우라면
..................................(4)
따라서 식(4)로부터 대류,복사가 없는 순수한 전도에 의한 고체의 열전도도를 구할 수 있다.
본 실험의 경우 열전도도를 알고 있는 기준관에 열전도도를 구하고자 하는 시험편을 삽입하는 방법이므로 기준과 (첨자 R)과 시험편(첨자 X)에대해 (4)식으로 부터
......................(5)
(5)식에서 A는 일정하므로 KX는 다음 식으로서 구할 수 있다.
.................................... (6)
보통의 경우 기준관과 시험편의 접촉면은 아무리 밀착시켜도 공기등에 의한 열전도 저항이 존재하게 되며 이의 보정이 필요하다. Fig.1-1 의 경우에서 RC 는 접촉면 저항,Ra,Rb 는 두께 La,Lb인 시험편 저항이라면,총저항은
..........................................(7)
여기서 시험편 a,b 의 재질은 동일하며,두께만 다른 것이다.
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