기계공학실험
전도 열전달 실험
1.이론
가) 전도 열전달의 개요 (열전도율,열저항의 개념)
-전도 열전달은 물질의 이동 없이 고온부에서 저온부로 직접 열을 전달하는 것을 말한다. 대류는 표면과 유동사이의 관계이지만, 엄밀히 말하면 고온부의 입자가 저온부의 면에 접촉하여 전도를 한다고 볼 수 있다, 하지만 대류는 전도와는 다르게 계산과정이 복잡하고 풀기 어려워서 학자들이 데이터 시트를 만들어서 그것을 이용하여 대류를 단순하게 계산할 수 있도록 하였다. 때문에 전도 열전달은 대부분 고체에서 일어나는데 열이 이동하면서 열 유동 방향으로 금속내부의 온도 구배에 따른 금속간의 접촉 열저항과 열전도율을 계산할 수 있다.
2) 접촉 열저항의 개념
접촉 열저항은 물질이 전도에 의해 열전달을 할 때, 물질과 물질사이의 접촉면에서 열전도를 방해하는 성질을 말하는 것으로 온도변화가 클수록 또 연전달율이 작아질수록 커진다.
3) 계산식[Fourier s Law for Heat Conduction in Solids]
한 방향의 전도에 의한 열전달은 “열류에 수직한 면적과 그 방향의 온도기울기의 곱에 비례한다.” 라고 정의된다.
㉮ 열 유동율과 열 플럭스에 관한 식
… 열유동율 (Heat flow rate) [W]
… 열플럭스 (Heat flux) [W/m2]
… 열전도율 (Theraml Conductivity) [W/m℃]
㉯ 금속 봉을 통한 열 유동율
(3)
여기서, … 단면적 [m2] … 본 장치의 시편직경 ( mm)
㉰ 열저항과 열전도율의 관계식
① 금속 접촉면
… 금속 경계면사이의 온도차
… 냉각수의 질량 유량
… 냉각수의 비열
… 냉각수의 입∙출구 온도차
… 열유동율 [W]
② 각 금속봉의 열유동률과 열저항, 열전도율 사이의 관계식
:열유동률
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2013.05.02
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