화학공학실험 | 강제 대류

 

 

 

강제적인 대류를 일으켜 대류대상물의 온도변화를 살펴봄으로서 강제대류현상을 이해하기 위한 실험이 였다. 강제대류 경우 열전달이 잘되는 것을 알 수 있었다. 하지만 선풍기와 실험에 임하는 도구가 일정한 거리에서 실험 되어져야 하는데 실험시 거리까지는 미처 생각하지 못한 실수가 있었다는 것에 대한 아쉬움도 남지만 생각보다 오차가 적은 실험이었다.

 

 

 

대류(heat convection)

가열된 공기나 유체가 움직이면서 열이 전달되는 현상. 열의 세 가지 전달과정 중 하나(다른 두 가지는 전도․복사)로, 열 때문에 유체(流體)가 상하로 뒤바뀌며 움직이는 현상. 이로 인해서 유체는 전체가 고루 가열된다. 유체가 부분적으로 가열되어 온도가 높아지면(물의 4℃ 이하와 같은 경우는 제외), 그 부분이 팽창하여 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라가고, 대신 위에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 부분이 내려온다.

 

 

이러한 과정을 되풀이함으로써 물질 자신의 운동에 의해 열을 전달하는 현상이 대류이며, 그 결과 유체는 위쪽에서부터 따뜻해진다. 냉장고의 얼음은 높은 데에 두고, 난방기구는 낮은 데에 두는 것은 이 대류효과를 이용한 것이다. 난류(暖流)․육풍(陸風)․해풍(海風) 등 대기의 대류현상은 기상상태를 결정하는 중요한 요인의 하나이다. 가열되는 구역이 유체의 윗부분에 있으면 대류는 일어나지 않는다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 유속이 일정한 공기 송풍기를 켜둔다.

 

2) 온도계를 뜨거운 물에 담그고 약 85℃이상으로 올리고 이 온도계를 꺼내어 물기를 닦아낸다.

 

3) 송풍기 앞에 온도계를 대고 80℃를 t=0으로 하여 일정시간 간격으로 온도를 check 한다.

 

4) 1), 2)의 방법을 반복하고 일정온도의 간격에서 시간을 check한다.

 

5) 두 가지의 Data로부터 시간의 변화에 대한 온도의 변화, 온도의 변화에 대한 시간의 변화의 값이 거의 같은 중간 부분을 정하여 가장 최적의 측정방법을 강구한다.

 

6) 60℃, 70℃에 대해서 1), 2), 3), 4), 5)를 반복하여 측정한다.

 

 

 

[화학공학실험]강제 대류 레포트