화학생물공정 실험 - Radiation Errors in Temperature Measurement
화학생물공정 실험 - Radiation Errors in Temperature Measurement
1. 서론
온도계와 주변 환경 간의 Radiation은 온도계에서 측정되는 온도 값에 큰 영향을 줄 수 있다. 특히 온도 측정의 대상이 기체인 경우, 온도계는 기체보다 온도가 높은 주변 고체 표면에 의한 영향을 받기 쉽다. 또한 온도계에 의한 온도 측정은 기체의 유속이나 온도계의 크기 및 Emissivity에 의한 영향을 받는다.
이번 실험에서는 열전기쌍을 통해 덕트의 중앙을 일정한 유속으로 흐르는 기체의 온도를 재도록 한다. 한편 덕트 자체는 가열된 상태로 유지되도록 하여 열전기쌍에 Radiation에 의한 영향을 주도록 한다.
각 열전기쌍은 덕트의 Radiation으로 인해 열을 전달받게 되고 기체의 Convection과 전선의 Conduction에 의해 열을 잃게 된다. 결과적으로 열전기쌍은 온도 측정의 대상인 기체보다 더 높은 온도를 유지하게 되며 이는 온도 측정 과정에서의 오차 존재와 이런 오차를 줄일 수 있는 방법을 보여주는 예가 된다.
한편 이번 실험에서는 Radiation에 의한 영향으로 측정 온도가 바뀔 수 있음을 확인하고 열전기쌍과 주변과의 온도 차이, 기체의 유속, 온도 센서의 크기, 센서의 Emissivity가 온도 측정에 미치는 영향을 살펴보기로 한다.
2. 실험이론
온도 센서를 사용하여 주변을 흐르는 기체의 온도를 측정할 경우 정확한 측정을 위해서는 센서가 기체와 동일한 온도로 안정화되어야 한다. 이상적인 조건 하에서는 일정한 유속으로 흐르는 기체의 Convection으로 인해 센서가 열을 잃거나 얻기 때문에 기체와 같은 온도를 유지하게 된다. 하지만 센서에 영향을 주는 Radiation이 존재할 경우 센서는 기체와 같은 온도로 안정화되지 않게 되며 이는 온도 측정의 오차로 이어진다.
Air와 온도 Sensor 간의 Free Convection 경우, Nusselt Number (Nu) 는 Grashof 와 Prandtl Numbers에 의존하게 되며 다음과 같은 상관관계를 가지게 된다.
....
온도계와 주변 환경 간의 Radiation은 온도계에서 측정되는 온도 값에 큰 영향을 줄 수 있다. 특히 온도 측정의 대상이 기체인 경우, 온도계는 기체보다 온도가 높은 주변 고체 표면에 의한 영향을 받기 쉽다. 또한 온도계에 의한 온도 측정은 기체의 유속이나 온도계의 크기 및 Emissivity에 의한 영향을 받는다.
이번 실험에서는 열전기쌍을 통해 덕트의 중앙을 일정한 유속으로 흐르는 기체의 온도를 재도록 한다. 한편 덕트 자체는 가열된 상태로 유지되도록 하여 열전기쌍에 Radiation에 의한 영향을 주도록 한다.
각 열전기쌍은 덕트의 Radiation으로 인해 열을 전달받게 되고 기체의 Convection과 전선의 Conduction에 의해 열을 잃게 된다. 결과적으로 열전기쌍은 온도 측정의 대상인 기체보다 더 높은 온도를 유지하게 되며 이는 온도 측정 과정에서의 오차 존재와 이런 오차를 줄일 수 있는 방법을 보여주는 예가 된다.
한편 이번 실험에서는 Radiation에 의한 영향으로 측정 온도가 바뀔 수 있음을 확인하고 열전기쌍과 주변과의 온도 차이, 기체의 유속, 온도 센서의 크기, 센서의 Emissivity가 온도 측정에 미치는 영향을 살펴보기로 한다.
2. 실험이론
온도 센서를 사용하여 주변을 흐르는 기체의 온도를 측정할 경우 정확한 측정을 위해서는 센서가 기체와 동일한 온도로 안정화되어야 한다. 이상적인 조건 하에서는 일정한 유속으로 흐르는 기체의 Convection으로 인해 센서가 열을 잃거나 얻기 때문에 기체와 같은 온도를 유지하게 된다. 하지만 센서에 영향을 주는 Radiation이 존재할 경우 센서는 기체와 같은 온도로 안정화되지 않게 되며 이는 온도 측정의 오차로 이어진다.
Air와 온도 Sensor 간의 Free Convection 경우, Nusselt Number (Nu) 는 Grashof 와 Prandtl Numbers에 의존하게 되며 다음과 같은 상관관계를 가지게 된다.
....
-
화학생물공정 실험 - Combined Convection and Radiation
서론 가열된 표면은 주로 Convection및 Radiation 에 의해 주변 환경으로 열을 방출하게 된다. 하지만 실제로 Convection 과 Radiation을 따로 고려하는 것은 매우 힘들기 때문에 표면 온도와 표면 유체 속도에 .. -
화학생물공정 실험 - Liquid Diffusion Coefficient
Abstract 이번 실험에서는 Diffusion Cell에서 일어나는 Na+/Cl- 이온의 Diffusion을 Conductivity 측정을 통해 관찰하였다. Conductivity 측정을 통해 정량화된 데이터의 계산으로 Na+/Cl- 이온의 평균 Diffusio.. -
화학생물공정 실험 - E. coli 와 Yeast Cell Culture의 생식과정을 살펴보고 Spectroscopy를 통해 이를 정량화하여 각 Cell Culture의 지수적 증식 관찰
Abstract 이번 실험에서는 E. coli 와 Yeast Cell Culture의 생식과정을 살펴보고 Spectroscopy를 통해 이를 정량화하여 각 Cell Culture의 지수적 증식을 살펴보았다. 결과적으로 초기의 Lag Phase 를 제외하고.. -
화학생물공정 실험 - Venturi Tube를 통과하는 물의 흐름을 관찰함으로 Bernoulli Equation을 통해 기술되는 에너지 수지의 성립을 확인
Abstract 이번 실험에서는 Venturi Tube를 통과하는 물의 흐름을 관찰함으로 Bernoulli Equation을 통해 기술되는 에너지 수지의 성립을 확인하였다. 결과적으로 Viscous Friction Loss에 의한 에너지 손실로 인.. -
물리학 실험 - 컴퓨터를 사용한 측정, 온도변화
물리학 실험 - 컴퓨터를 사용한 측정, 온도변화 *목적: 컴퓨터를 사용하여 온도를 시간의 함수로 측정하고 측정방법과 테이터 및 그래프의 처리방법을 연습한다. 서로 다른 상황에서 온도를 측정할 때 온도계 또.. -
[일반화학실험] Phosphate Contamination in Water
[일반화학실험] Phosphate Contamination in Water 1. Abstract Introduction 정량분석은 화학에서 매우 중요한 도구이다. 정량 분석에서 측정 대상으로는 질량, 부피 등이 있는데, 각각에 맞는 측정 도구가 있.. -
[분석화학] EDTA 적정실험
EXP5. Measuring the Amount of Ca2+ and Mg2+ in Spring waters and Tap waters by Using an EDTA Titration 1.실험목표 EDTA를 이용한 적정원리를 이해하고, 물속에 들어있는 금속 이온을 EDTA에 반응시켜 전.. -
바닥복사_난방시스템의_열유동_특성_해석에
바닥복사 난방시스템의 열유동 특성 해석에 관한 연구 A Study on Heat Flow Dynamic Analysis for Floor Radiant Heating System Ahn, Byung-Cheon Song, Jae-Yeob 안병천* 송재엽** ……… A simulation and exp.. -
반도체공학 실험 - Annealing(Silcidation)
실험: Annealing(Silcidation) 1. 실험 목적 MOS CAP을 제작하는 전체의 공정에서 Metal deposition 을 실시한 후 실리콘 기판 위에 규소화합물(Silicide)를 구성하기 위하여 내열성 금속과 실리콘을 합금하는 과.. -
[의학] Cranial Nerve의 신경학적 검사
Cranial Nerve의 신경학적 검사 Olfactory Nerve (후각신경) 1. 경로 2. 기능 : 후각 a. anosmia : 후각 소실 - 상기도 감염이 가장 흔한 원인 - 중추성 병변은 olfactory fibers가 ant. commissure에서 dec..
