온도 측정 시 복사에 의한 오류 (Radiation errors in temperature measurement)

소개글

"온도 측정 시 복사에 의한 오류 (Radiation errors in temperature measurement)"에 대한 내용입니다.

목차

1) 실험 제목
2) 실험 목적
3) 실험 이론
4) 실험 데이터
5) 실험 결과 및 계산
6) 고찰
7) 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 온도 측정 시 복사에 의한 오류
(Radiation errors in temperature measurement)

2. 실험 목적
복사에 의해 온도계와 그 주위 사이에서 일어나는 열의 전달은 온도계의 측정값에 영향을 주게 되는데, 특히 측정하는 것이 기체의 온도이고 주변의 온도가 기체의 온도와 다르게 되면 그에 의한 영향이 크게 나타난다. 이런 오차는 그 외에도 온도계 주위를 지나가는 기체의 속도나 온도계의 크기, 온도계 자체의 복사율 등의 다른 요인에 의해서도 발생한다. 본 실험에서는 도관의 중심부를 통과하는 공기의 온도를 측정하기 위해 여러 개의 열전쌍을 사용하는데, 이 때 도관 벽을 가열하여 복사원으로서 작용하게 한다. 각각의 열전쌍은 도관 벽에서의 복사에 의해 열을 얻고, 철선에 의한 전도와 흐르는 공기에 의한 대류에 의해 열을 잃게 된다. 그 결과 열전쌍의 온도는 그 주변을 흐르는 공기의 온도보다 더 높아지게 되는데, 실험에서 측정되는 온도가 바로 이 온도이다. 이 때의 측정 결과로부터 온도 측정 시의 오차를 일으키는 요인과 그 영향을 줄이거나 없앨 수 있는 방법을 생각해 볼 수 있다. 본 실험에서는 열복사와 아래의 요인들에 의하여 온도 측정이 어떻게 영향을 받는지를 살펴보는 것을 목표로 한다.
. 센서와 그 주변 사이의 온도 차이에 의한 영향
. 공기 속도의 영향
. 센서의 크기에 의한 영향
. 센서의 복사율에 의한 영향
. 측정에서의 오류
요약하면, 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. 본 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.

참고 자료

Transport Phenomena, R. Byron Bird, Warren E. Stewart and Edwin N. Lightfoot, JOHN WILEY & SONS, 2001.
Analysis of Transport Phenomena, Willian M. Deen, Oxford University Press,1998.
Momentum, Heat and Mass Transfer 3rd ed., Bennett Myers, McGraw-Hill,1983.
Churchill, S.W.: Free convection around immersed bodies. Chapter 2.5.7 of “Heat Exchanger Design Handbook” Hemisphere, 1983.