화학공학 - 이동현상실험 Melting of Ice by Natural Convection

Melting of Ice by
Natural convection

1. 실험 목적

여러가지 형태의 기계류에 대하여 열전달이 달라지게 된다는 열전달의 기본개념을 토대로 여러가지 형태의 얼음의 자연대류조건에서의 열전달 실험을 통하여 자연대류현상에 대한 지식을 습득한다.

2. 실험 이론

얼음이 위부공기로부터 받은 열량은 녹아내린 얼음의 양으로 생각할 수 있다. 따라서 이며 이를 시간의 변화에 따라서 녹아내린 얼음의 양을 측정하여 열량의 변화()를 살펴본다.
자연대류의 이론에서

임을 알 수 있었다.
이 관계로부터

공기의 자연대류에 의해 전달된 열이 얼음의 질량변화를 초래하고 값과 값에는 변화를 주지 않는다. 따라서 (9-2)식은 (9-1)식에 의해 다음과 같은 식으로 변형할 수 있다.

얼음의 밀도를 안다면 는 의 차원이므로

과 를 제외하고는 모두 실험과 자료를 통하여 알 수 있는 값이 되므로 변수 과 에 대하여 수식을 정리하면

양변을 적분하면

따라서 를 도시하면 직선관계를 얻는다.

3. 실험 장치 및 준비물

Ice Melting Assemblies

그림과 같이 stand에 얼음을 받쳐줄 수 있도록 setting하고 밑에 얼음이 녹아내린 물을 받을 수 있는 작은 용량의 메스실린더를 놓고 정밀한 무게를 측량할 수 있는 무게 측량 장치로서 녹아내린 얼음의 양을 시간의 간격을 두고 측정한다.

-실험 준비물
⑴ Stand
⑵ 클램프
⑶ Stop watch
⑷ 메스실린더
⑸ 저울
(6) 실 또는 가는철사

4. 실험 방법

⑴ 실린더, 정사각형, 구 등의 형태로 얼음을 얼리고 이의 무게를 측정한다.
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