참고 : 이 실험은 화염 가열을 사용합니다. 소화기가 준비되어 있고 실험 근처에 인화성 물질이 없는지 확인하십시오. 화재 안전에 대한 모든 표준 예방 조치를 따르십시오.

1. 담금질 시료 제작 (사진 참조, 도 1)

1. 직경 9.53mm의 작은 길이(~24mm)를 자른다. 두 개의 작은 구멍 (직경 1.6 mm)을 두 끝 근처의 막대에 중간쯤 드릴. 이 구멍은 열전대 우물이 될 것입니다. 구멍과 열전대는 상대적으로 작기 때문에 전체 열 전달 행동에 최소한의 영향을 미친다고 가정할 수 있습니다.
2. 고온에폭시(예:JB Kwik)를 사용하여 고온 열전대 프로브를 두 개의 구멍에 부착합니다. 에폭시가 설정될 때 열전대 프로브 팁이 구리 샘플의 중심으로 눌러지도록 합니다.
3. 담금질 목욕으로 물 용기를 설정합니다. 샘플이 담금질될 곳 근처의 욕조에 세 번째 참조 열전대를 삽입합니다.
4. 세 개의 열전대를 데이터 수집 시스템에 연결합니다. 일시적 온도 측정을 스프레드시트에 기록하기 위해 프로그램(예: LabVIEW)을 설정합니다.

그림 1: a. 냉각 수조에서 계측 구리 샘플의 사진.b.

2. 실험 수행

1. 담금질 욕조 옆에 분젠 버너 또는 차핑 연료 통을 배치합니다. 불꽃을 밝아.
2. 안전한 홀딩 거리에서, 점차적으로 불꽃 위에 샘플을 따뜻하게 (첫 번째 실험에 권장 ~ 50 °C). 샘플은 열전대 리드(도 1b)에 의해 보관될 수 있다.
3. 열전대 데이터를 로깅하여 파일로 기록하고 샘플을 담금질 욕조에 담그기 시작합니다. 강제 대류 열 전달이 최소화되도록 샘플을 안정적으로 유지하십시오. 샘플이 목욕 온도의 몇 도 이내에 도달하면 온도 데이터 기록을 중지합니다.
4. 점진적으로 더 높은 초기 샘플 온도(최대 ~300°C)에 대해 이 절차를 반복합니다. 100°C 이상의 경우 샘플을 담금질한 후 끓는 동작을 관찰하십시오.

3. 데이터 분석

1. 기록된 온도 측정의 경우 두 개의 임베디드 열커플 판독값의 산술 평균값으로 매번 평균 샘플 온도를 기록합니다.
2. 각 기록된 시간 jas =(T_{s, j+1}-T_s,j)/(t_j+1-t_j)에서샘플 냉각 속도를 계산합니다(값은 음수일 것입니다). 여기, t_j는 각 기록 된 읽기의 시간. 2-3 판독값의 샘플 창을 사용하여 실행 평균을 수행하여 이러한 냉각 속도 곡선을 부드럽게 하는 것이 유용할 수 있습니다.
3. 3.2단계로부터의 냉각속도를 이용하여 Eqn.2를 사용한 실험적 열전달 계수를 산출하고, 측정된 배스(T∞) 및 샘플 온도(T_s)를계산한다. 이러한 열 전달 계수는 예측값과 어떻게 비교합니까(Eqn. 4, 결과 참조)?
4. 초기 온도가 100°C 미만인 경우 초기 실험 온도 측정을 사용하고 Eqn. 2를 수치적으로 통합하여 시간이 지남에 따라 냉각을 예측합니다. Eqn. 4를 사용하여 매번 대류 계수를 예측합니다. 이 곡선을 측정된 값과 비교합니다. 수치 시간 단계 크기의 Δt(예:0.1 s)의 경우 온도는 다음과 같이 통합될 수 있습니다.
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