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[이동현상실험] 열전도도측정(Thermal Conductivity Measuring Apparatus)

저작시기 2008.11 |등록일 2010.02.09 한글파일한글 (hwp) | 8페이지 | 가격 1,500원

소개글

화학공학-이동현상실험 레포트

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 결과
6. 고 찰

본문내용

1. 목적

일반적인 로 건설의 기초적인 계산방식을 익히고, 로 벽에서의 열손실을 계산한다. 보온, 보냉제의 선정에 있어서의 기준을 이해하며 화학 장치 내외의 재료선택의 중요성을 알아본다.

2. 이론

· 열전도 (Heat Conduction) : 물질의 혼합이동을 동반하지 않고 구성분자의 열진동이 순차 적으로 전달되어 이루어지는 전열
· 열전도도 (Thermal Conductivity) : 열의 전달 정도를 나타내는 물질에 관한 상수

⑴ Fourier`s Law
고체를 통하여 일어나는 순수한 열전도 식은 Fourier에 의해 제안되었다.

< Differential Form >

where,

미소시간 사이의 열 이동속도()는 열의 흐름방향에 직각으로 측정된 단면적 와 흐름의 방향에 있어서의 온도변화의 구배()의 곱에 비례한다. 여기서 는 비례상수로서 열전도도(Thermal Conductivity, [ ] )라 한다.

< Integral Form >


℃ 에 있어서의 열전도도를 라 하고 0℃에서의 열전도도를 라 하자. 대개의 물질은 거의 다음과 같은 관계를 가진다.

여기서 는 온도계수로 대개의 보온물질에서는 양(+)의 값을 나타내고 금속과 같은 것은 음(-)의 값을 나타낸다.
라 하면 의 단위는 [ ]이며, 다음 식으로 표현할 수 있다.


길이, 온도 범위로 적분하면

여기서 는 온도 과 사이의 의 평균값 이고 는 로 나타낼 수 있다. 그러므로

이므로, 적분하면

여기서 은 열전달이 일어나는 물질의 두께를 나타낸다. 위 식은 대류와 복사가 일어나지 않는 간단한 고체의 열전도도를 측정하는 식으로 쓰일 수 있다.

⑵ 접촉저항을 고려한 열전도도 계산
열전달 부분 중 열전도도가 알려져 있는 표준물질(Standard Cylinder) 사이에 열전도도를 측정하려는 금속(Test Piece)이 있다.

정상상태(Steady-state)에서

여기서 Standard Cylinder를 로, Test Piece를 로 표시하면 열전달 속도 는 다음과 같다.

여기서 는 양쪽 모두 같고, 또 를 알 수 있으면 는 다음 식으로 구할 수 있다.

위 식은 Standard Cylinder와 Test Piece사이의 접촉저항을 고려하지 않은 식이다. 그러나 일반적으로 금속의 접촉표면(Standard Cylinder와 Test Piece)에서는 접촉저항에 의하여 온도강하가 발생하므로 이를 보정해야 한다.
2개의 시편의 접촉저항이 로 같다고 가정하면 총 저항 값은,
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