[기계항공공학실험] 온도실험
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- 목차
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목 차
1. Plot the 1-D temperature profile with analytical solution (temperature vs fin length)
1) Analytical Solution
2) 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer)
3) Plot the 1-D temperature profile with analytical solution
2. Derive a discrete equation with the energy balance method and plot the temperature profile with Finite Differential Method(FDM) (temp. vs (x,y))
1) Discrete equation
ⅰ) Interior node
ⅱ) Node at a plane surface with convection
ⅲ) Node at an external corner with convection
2) Plot the temperature profile with Finite Differential Method(FDM)
3. Compare '1D temperature profile' with 'temperature profile by FDM' and comment about the results.
4. Data 정리
5. TLC를 이용한 FIN의 온도분포
1) Thermocouple Data
2) 추세선구하기
3) 각 방법별 비교 그래프
ⅰ) Analytical solution과 열전대 온도분포의 비교
ⅱ) Analytical solution과 TLC 온도분포의 비교
6. Fin effectiveness & Fin efficiency
1) Fin effectiveness
2) Fin efficiency
3) Fin effectiveness 증가 방안
ⅰ) 횡단면적에 대한 둘레길이의 비율()을 증가시킨다.
ⅱ) 열전도율이 높은 재료사용을 사용한다.
ⅲ) 작은 대류 열전달계수를 가질 때 fin을 사용한다.
ⅳ) 높은 값을 갖는 fin 사용한다.
4) Fin efficiency 증가 방안
ⅰ) Fin 전체 표면적에 대한 횡단면적과 둘레길이()를 증가시킨다.
ⅱ) 열전도율이 높은 재료를 사용한다.
ⅲ) 작은 대류 열전달계수를 가질 때 fin을 사용한다.
ⅳ) Fin의 형상을 변화시킨다.
7. Discussion - 오차원인분석
1) TLC방법에서의 오차원인
ⅰ) Fin에서의 색상 불균일
ⅱ) TLC에 부착된 열전쌍의 문제점
ⅲ) 조명에 의한 오차
ⅳ) 강제 대류의 영향에 대해서
ⅴ) 온도에 따른 Hue 값이 큰 오차가 나타난 이유
2) 열전대를 통한 방법에서의 오차원인
ⅰ) 용접할 때 발생하는 오차
ⅱ) 접착제에 의한 오차
3) 실험전반적인 과정에서의 오차
ⅰ) 가정으로 인한 오차
ⅱ) 복사로 인한 오차
8. COSMOSWORKS를 이용한 해석해
- 본문내용
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2) 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer)
매뉴얼에 주어진 h값의 표를 보간하여 이번 실험에서 사용할 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer) h를 구하도록 하겠다. steady state에서의 온도는 다음과 같이 주어진다.
22.63°
41.3°
26.9°
위의 값들을 이용하여 매뉴얼에 주어진 표 중에서 필요한 부분을 찾는다.
<=22°>
43
44
31
3.5896
3.6187
32
3.6187
3.6471
<=23°>
44
45
31
3.5565
3.5863
32
3.5863
3.6153
의 값이 주어진 자료에서 42°C가 없으므로 43°C의 값을 이용하여 구하였다. 이 때 실험에서의 의 값은 22.63°C이므로 위에서 두 값을 보간 하여 h의 값을 구한다.
따라서 이번 실험에서는 열전달계수 h=3.60574를 사용한다.
3) Plot the 1-D temperature profile with analytical solution
위 식에 필요한 값들을 대입하여 식을 나타낸다.
이 때 조교님께서 보내주신 데이터에서 101, 110, 113, 116번 채널의 값이 심하게 오류가 났기 때문에 이를 제외하였으며 106의 값 또한 값이 많이 튀었다. 따라서 이 채널들의 값은 주위 채널의 값을 통해 선형적이라 가정하여 보간, 사용하였다.
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