[기계항공공학실험] 온도실험

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2005.07.25 / 2019.12.24
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목차: I. Introduction
1. 실험 목적
2. 실험방법
3. Theoretical Assumption
4. Given data

Ⅱ. 수치해석
0. 데이터 처리 사전 작업
1. 1-D Analysis: Analytic solution (One-Dimentional, Steady State)
2. 2-D Analysis by FDM(Finite Differential Method) (temp. vs (x,y) )
3. 1D & 2D Comparison

Ⅲ. 결과분석
1. Calibration
2. Comparison of temperature profile

Ⅳ. Discussion
1.Fin의Effectiveness& efficiency
2. 정상상태에 대한 가정
3. 실험에 대한 고찰

Ⅴ. Ref

Ⅵ. 온도 및 열유속 측정법
1. 온도 측정법
2. 열유속 측정법

본문내용: I. Introduction

1. 실험 목적
온도 측정 실험에서는 고체면의 열전달률(heat transfer rate)를 촉진시키기 위해 사용되는 방법 중의 하나인 fin을 사용한 열전달량을 살펴봄으로써 열전달 이론에 대한 실제적인 이해와 적용을 할 수 있도록 한다. 이를 위해 구리 fin과 온도에 따라 색상이 변하는 액정(TLC : Thermochromic Liquid Crystal), 그리고 열전대를 이용하여 온도를 측정하는 실험을 수행한다.

2. 실험방법
1) Ink & TLC Spraying

<그림 1> TLC 분사방법
스프레이식 Ink를 분사하기 전 반드시 금속판을 알코올이나 아세톤 등으로 닦아주어 이물질을 제거한다. 그리고 Ink를 분사할 때는 가능한 금속판에 고르게 해주어야 TLC의 Image analysis에서 정확한 값을 얻을 수 있다. Ink가 건조된 후 TLC를 Air brush를 이용하여 분사하여 준다. Air brush는 공압에 의해서 작동하며 뒤쪽의 나사를 통해서 유량을 조절할 수 있다. TLC를 분사할 때도 Ink와 같은 방법으로 고르게 분사 해준다. 하지만 이 때 주의해야 할 점은 TLC가 발암성 물질이므로 반드시 마스크를 착용하여야 하며 다른 곳에 묻지 않도록 해야 한다는 것이다. TLC가 고르게 분포했는지는 TLC가 건조되면서 보이는 색깔변화를 통해서 알 수 있는데 실험 시 1차 시도에서 TLC가 고르게 분포하지 못하여 아세톤으로 지운 후 다시 뿌렸다.

2) Thermocouple Welding

<그림 2> Thermocouple Welding 방법
실험에서 사용하는 열전대는 고온의 온도를 측정하는 것이 아니므로 저온 측정용 열전대인 T-type을 사용한다. 또한 저온을 측정하기 때문에 열전대의 보호관이 필요하지 않으며, 따라서 실험에서 주어지는 열전대는 구리와 콘스탄탄의 선만으로 구성된 가는 전선 모양의 열전대이다. 우선 열전대를 사용하기 위해서는 회로를 구성하기위한 구리선와 콘스탄탄선 끝의 용접이 필요하다. 이 때, 열전대의 용접은 탄소봉을 이용한 아크방전을 이용한다. 이 때의 전압은 15 Volt 정도가 되도록 가변전압기(SLIDACS)를 조정한다. 여기서 주의해야 할 점은 감전의 위험이 있으므로 보호 장갑을 반드시 착용하고 아크에 의한 불꽃에 대비하여 보호 안경을 착용하도록 한다는 점이다.

참고문헌: - Fundamental of Heat and Mass Transfer/F.P.Incropera, D.P.DeWitt, 6th Edition
- 길잡이 열전달의 기초, 문운당, 김찬중 저
http://physlab.snu.ac.kr/newphyslab/lab/calmeter.htm
http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id=110209&docid=651656&ts =1078661418
http://www.chemeng.co.kr/view.html?ID=6&page=1&code=study7&keyset=&searchword=
http://www.rist.re.kr/new/03_RD/index.php?dir=03_patent/index.php&mode=view&dummy=2&no=3037&field=002
http://www.wonwoosystem.co.kr/data/infrared/Infrared_07.asp

http://www.heattransfer.co.kr/index.html
http://classroom.psu.ac.th/users/ssmarn/intro/Hflux.htm
http://procon.co.kr/pdf/2003%204/2003%204-special-8.pdf
Fundamentals of Heat and Mass transfer, Frank P. Incropera

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