열공학 실험 - 대류 열전달 측정실험
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- 목차
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1. 실험목적
2. 이론해석
3. 실험장치
4. 실험준비
5. 실험방법
6. 실험 보고서
7. 결론
8. 참고문헌
- 본문내용
-
1.실험목적
실험을 통해 대류열전달의 기본 법칙와 특성들을 확인해 보고 가열된 평판(Flat plate),Pin판 또는 Fin판 위에서 자연대류와 강제 대류일 때 열전달의 차이를 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 수행한다.
1)수직 평면에서의 자연대류(free convection from a vertical flat surface)
2) 수직 평면에서의 강제대류(forced convection from a vertical flat surface)
2.이론해석
1)수직 평면에서의 자연대류
가열된 수직 평면의 표면적 A에서 자연대류에 의한 열전달량은
Q=hA(t_H-t_A) (1)
이 식을 Newton의 냉각법칙(Newton’s law of cooling)이라고 한다. 길이 x=L인 수직평판 위에서 층류/난류으름 전 영역에서 경험식에 위한 평균Nu수는
Nu_(L,men)=〖[0.825+〖〖0.387Ra〗_L〗^(1/6)/〖〖{1+(0.492Pr)〗^(9/16)}〗^(8/27) ]〗^2 (2)
여기서
A : 수직판 면적 (m2), x, y (0.1m x 0.11m = 0.011m2 )
tH: 히터온도(K), tA: 대기온도(K)
L : (x+y)/2(m), x, y: 수직판 높이, 세로
Nux: Nusselt 수, hx/k
Pr : Prandtl 수, 〖μc〗_p/k
Ra : Rayleigh 수, GγPr
Gγ:(〖βgρ〗^2 L^3 (t_H-t_A))/μ^2 , Grashof 수
β : 공기 체적팽창계수 (1/K, 이상기체 : 1/T)
g : 중력가속도 ( m/sec²), ρ : 공기 밀도 ( kg/m³)
μ : 공기 점성계수 ( kg/m,sec ), k : 공도 열전도도 ( w/m,K )
Gγ: 공기 비열, ( J/kg,K )
공기의 상태치 값들을 구하기 위해 공기의 평균온도 를 이용한다.
평균 열전달계수는
공기의 상태치 값들을 구하기 위해 공기의 평균온도 ((t_H+t_A)/2) 를 이용한다. 평균 열전달계수는
h_(L,men)=(Nu_(L,men) k)/L (3)
- 참고문헌
- 이금배 외(2012),『열공학실험』.천안:한국문화
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