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[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 결보고서(A+실험레포트)

"[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 결보고서(A+실험레포트)"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2021.03.18 최종젿작일 2019.04
화학공학실험 실험레포트 열전도도 결보고서
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[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 결보고서(A+실험레포트)
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    소개

    "[화학공학실험] 고체의 열전도도 측정 실험 결보고서(A+실험레포트)"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 주제(Title)
    2. 실험날짜(Experiment date)
    3. 실험결과(Results)
    4. 고찰(Discussion)
    5. 참고문헌(Reference)

    본내용

    이번 실험의 목적은 화학공학에서의 열전달 계산에 필요한 고체의 열전도도를 정상상태의 열 흐름으로부터 구하고 전도에 의한 열전달을 이해하는 것이었다. 고체는 기본적으로 전도를 통해 열전달이 이루어지는데 이때의 열전도도는 Fourier법칙으로부터 구할 수 있다. Fourier법칙은 열 흐름 속도가 열 흐름의 수직인 면적, 온도 차이에 비례하고 열전도도 거리에 반비례한다는 법칙으로 실험과정을 살펴보면 정상상태일 때의 Heat flux는 일정한데 이를 이용하여 열전도도를 알고 있는 구리 기준관과 열전도도를 모르는 시험편을 접촉시켜 온도를 측정하면 시험편의 열전도도를 계산할 수 있었다. 실험에 사용한 시험편은 4.0, 2.0의 두께가 다른 황동으로 실험결과 4.0 시험편을 설치한 ~ 사이, 2.0 시험편을 설치한 ~ 사이에서 급격한 온도변화를 관찰할 수 있었다. 특히 그래프를 살펴보면 ~ 사이의 온도변화가 ~ 사이의 온도변화보다 크다는 사실을 한눈에 알 수 있는데 이는 Fourier법칙으로부터 정상상태일 때 열전도 길이인 두께가 두꺼운 시험편에서 얇은 시험편보다 온도차이가 크다는 사실과도 일치했다. 한편 Fourier법칙의 비례상수인 열전도도는 물질의 고유특성으로 온도의 함수이며 온도변화에 따른 열전도도를 살펴보면 이론상으로 온도가 증가할수록 구성 분자의 열진동이 더 커지기 때문에 열전도도 또한 증가하게 된다. 하지만 1차, 2차 실험에서 온도가 100, 101일 때의 열전도도는 약간의 차이는 있었지만 큰 차이를 보이지는 않았다. 즉 온도의 범위가 크지 않은 경우 열전도도는 거의 일정한 값으로 볼 수 있고 기준관과 시험편을 통해 열전도도는 물질마다 다른 값을 가진다는 사실도 알 수 있었다. 이러한 열전도도는 접촉면에 의한 열전달 저항을 보정하여 평균 열전도도로써 계산하였는데 계산결과 오차가 아주 컸다.

    참고자료

    · 화공생물공학과 공동집필, “화공생물공학실험 (2019년 1학기)”, 동국대학껓, 2019, pp.30-36.
    · 이화영 외 2인, “단위조작”, McGraw-Hill, 7th edition, pp.251-272.
    · https://copperalliance.org.uk/about-copper/conductivity-materials/
    · Yunus A. Cengel · Afshin J.Ghajar, “Heat and mass transfer”, McGrawHill, 2010, pp.2-46.
    · http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=starletzzang&logNo=120169128681
    · Warren L. McCabe,Julian C. Smith and Peter Harriott, “Unit Operation of Chemical
    · Engineering“, 6th edition, McGraw-Hill, 2001, pp.45-61.

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