1. 실험 목적
⑴ 열전달의 한 형태인 대류를 이해한다.
⑵ 자연대류에 있어서 대류 대상물의 시간경과에 따른 온도변화를 기록 관찰함 으로 열전달 계수와 Grashof, Prandtl Number와의 관계를 조사하고, 그 현 상을 이해한다.
⑶ 강제대류에 있어서 온도와 시간과의 관계를 알아본다.
⑷ 자연대류와 강제대류의 차이점을 알아본다.
2. 실험 이론
Heat Convection은 크게 자연대류(Natural Convection)와 강제대류(Forced Convection)으로 나눌 수 있다.
⑴ Newton s Equation
where, : Heat Transfer Coefficient
[ ]
전열계수는 Geometry, Physical Property, Flow Velocity, Temperature Profile 등에 따라 변한다.
⑵ 무차원군(Dimensionless Group)
Dimension Analysis로 부터 Nusselt Number, Reynolds Number, Prandtl Number, Grashof Number 등을 구할 수 있는데, 다음과 같이 쓸 수 있다.
where, : 열팽창 계수(Termal Expansion Coefficient)
⑶ 자연대류(Natural Convection)
자연대류가 관 지름, 비열, 열전도도, 점도, 열팽창계수, 중력 가속도 그리고 온도차 등에 의존된다는 가정에 따라 차원해석을 하게되면, 아래의 관계가 성립된다.
기체와 액체의 Prandtl number가 0.6보다 크고 이 4보다 클 경우의 실험식이 다음과 같이 주어진다.
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2013.05.02
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