컴퓨터를 이용한 실험

소개글

컴퓨터를 이용한 실험에 관한 실험자료입니다. A+받은 자료이니 큰 도움이 되리라 봅니다.

목차

◆실험 목적
◆기초 이론
◆Data sheet
◆고 찰

본문내용

◆실험 목적
급변하는 온도나 다수 지점의 온도를 동시에 측정하기 위해서는 단시간에 많은 양의 수치를 읽고 기록하야 하므로 컴퓨터를 이용하는 것이 필수적이다. 이와 같이 컴퓨터를 이용하여 여러 가지 상태를 측정하고 그 결과를 단순히 기록하거나 또는 그것을 이용하여 다른 기기를 제어하는 장치를 컴퓨터 온라인 시스템(computer on-line system)이라 하며 근래 들어 급속히 보급되고 있다. 본 실험에서는 갑자기 온도가 다른 액체 속에 투입된 고체의 온도 변화를 컴퓨터를 이용하여 연속적으로 측정함으로써 컴퓨터 온 라인 측정 시스템을 이해하고, 동시에 열전달에 있어서의 집중 열용량법을 공부한다.

◆기초 이론

(1) lumped system

일반적으로 나타나는 과도 열전도 문제는 고체 주위의 열 환경이 갑자기 변하는 것이다. 초기에 균일한 온도 T0 인 금속 단조물을 T0 보다 낮은 온도 Ta 인 액체 속에 담궈서 냉각시키는 경우를 생각해보자. t=0인 시간부터 냉각이 시작된다고 하면 고체의 온도는 시간 t 〉0 동안 하강하여 결국은 Ta에 이를 것이다. 이러한 하강은 고체-액체 접촉면에서 일어나는 대류 열전달에서 기인된다. 집중 용량법의 근본적인 원리는 고체의 온도가 과정 중 어느 순간에 공간적으로 균일(spatially uniform)하다고 가정하는 것이다. 이 가정은 고체내의 온도 구배를 무시할 수 있다는 것을 의미한다.
Fourier 법칙에서 생각하면, 온도 구배가 없는 열전도 현상의 존재는 무한한 열전도 계수가 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 상황은 명백히 불가능하다. 그러나 비록 이 상황을 엄밀하게 만족시킬 수는 없을지라도 고체내의 전도 저항이 고체와 주위 사이의 열전달 저항에 비하여 작다면, 이 상황에 거의 가까워지므로 이제 실제로 이러한 경우를 가정해 보자.
한 고체의 주위의 온도가 갑자기 변하면 그 물체 내부의 온도는 시간에 따라 변하기 시작하며, 시간이 지남에 따라 고체 내부의 모든 지점의 온도는 결국 주위의 온도와 같아지게 된다. 이러한 과도기간 동안의 고체내의 온도는 시간과 위치에 따라 변하기 때문에 정확한 계산이 복잡하다. 그러나 금속의 열처리 등 과 같은 많은 실제 응용에서 과도기간 중의 위치에 따른 온도차이는 무시될 수 있으며, 이런 경우 온도는 고체 내부가 균일하다고 가정하고 시간만의 함수로 생각할 수 있다. 이와 같은 가정하의 열전달 해석을 집중 용량법이라고 부르며, 온도가 시간만의 함수이므로 해석이 간단해진다.

참고 자료

없음