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신호처리 예비레포트

1. LabVIEW의 요소를 크게 3가지로 분류하면 무엇인가? 각 요소에 대해 설명하시오. (자필로 작성)* Lab VIEW란?LabVIEW란 (laboratory virual instrument engineering workbench)의 줄임말로써 해석 소프트웨어 시스템의 일종으로, 익숙한 순서도 개념을 프로그래밍에 도입했다. 우리는 이 언어를 그래피컬 프로그래밍이라 부르며 G언어라고 한다. 테스트 및 측정 어플리케이션에 있어 LabVIEW를 선택해야 하는 사용하는 이유는 바로 LabVIEW의 신속성 때문이다. 일반적으로 LabVIEW는 수 천개의 하드웨어 디바이스와 최상의 통합을 제공하며 고급 분석과 데이터 시각화 처리를 위해 내장된 수 백가지의 라이브러리를 제공한다. 또 한 LabVIEW는 통신, 자동차, 반도체, 항공 우주, 교통, 의학과 전자 등을 포함한 수 많은 산업 분야에서 사용되고 있다.그림 1-1 Lab ViewLabView의 구성요소는 크게 3가지로 나눌 수 있다.① 프론트 판넬(Front Panel)컴퓨터상에서 실제의 기기를 보는 듯한 구성이 가능하기 때문에 Virtual Instrument라고 하며 “VI” 라고 부른다. 프론트 판넬은 입력값을 설정하고 VI(Labview프로그램) 블록 다이어그램의 출력 값을 표시하는 곳이다. 프론트 판넬은 컨트롤과 인디케이터의 조합으로 이루어진다.그림 1-2 Front Panel컨트롤(입력단: 값을 입력하거나 조정하는 부분) 은 고전적인 계측기에 있는 노브, 스위치등의 기능을 갖는 일반적인 오브젝트를 말한다. 컨트롤로 사용자는 데이터를 입력 할 수 있고, 이 데이터는 Virtual Instrument의 블록 다이어그램으로 전송 된다. 인디케이터(출력단: 결과를 보여주는 부분)는 블록 다이어그램 내부의 프로그램에 의해 처리된 데이터를 출력하는 곳이다. 즉 컨트롤은 설정 값을 입력 할 수 있으며 인디케이터는 측정한 결과 또는 계산된 값을 표시하기만 하고 사용자가 값을 변경 할 수 없다.② 블록다이어그램(Block Diagram)Diagram을 만드는 식으로 프로그램을 짜도록 되어 있어 Graphical programming language, GPL또는 GUI라고 부른다. Text 기반 프로그램 언어는 행에서 행으로 넘어가면서 순차적으로 실행이 일어나는 반면, LabView에서는 프로그램이 진행되는 순서가 Data의 흐름에 따른다. 또한 순서도와 유사한 형태의 코드, 직관적으로 디버깅이 가능하고, Express Ⅵ, 템플릿, 디자인 패턴, 그리고 프레임워크가 가능하며, 수백 종류의 측정관련 SubⅥ내장 되어 있으며 자동 명명 기능이 가능하다. 블록 다이어그램의 구성요소는 터미널, 노드, 와이어로 이루어져 있다.그림 1-3 Block Diagram터미널: 컨트롤과 인디케이터를 프런트 패널에 작성하면, Labview는 자동적으로 이들에 대응하는 터미널을 블록 다이어그램에 생성한다. 일반적으로 컨트롤 터미널은 테두리가 굵게 표시되며, 인디케이터 터미널의 테두리는 얇게 표시된다.노드 : 프로그램의 실행 요소이다. 노드는 일반적으로 프로그램언어의 statements, operations, 함수, 서브루틴과 유사하다.와이어 : 노드와 터미널을 연결하는 것이다.와이어는 터미널의 소스와 행선지 m사이의 데이터 경로이다.? 컨트롤, 함수, 도구 팔레트그림 1-4 컨트롤 팔레트, 도구 팔레트, 함수 팔레트컨트롤은 프론트 판넬에서 사용하는 객체들을 포함하고, 함수는 코드작성에 필요한 함수들을 포함한다. 마지막으로 도구의 경우 프로그램 작성시 필요한 여러 툴들을 제공한다.2. Aliasing이란 무엇인가? Aliasing이 발생하는 이유는?Aliasing을 피하기 위해서는 어떻게 해야 하는가?- Aliasing이란 아날로그 신호의 표본화 시 표본화 주파수가 신호의 최대 주파수의 2배보다 작거나 필터링이 부적절하여 인접한 스펙트럼들이 서로 겹쳐 생기는 신호 왜곡 현상이다. 즉, 다시 말해서 표본화를 하는 가운데 각기 다른 신호를 구별해내지 못하게 하는 효과를 가리킨다. 신호가 샘플로부터 다시 구성될 때 결과가 원래의 연속적인 신호와 달라지는 ‘일그러짐’을 가리킨다.- Aliasing은 샘플링(sampling) 과정에서 고주파수 성분이 저주파수로 바뀌거나 변형되는 따위의 현상을 말한다. 즉 주파수 측면에서 정보손실이 일어나는 것으로, 양자화(quatization)의 라운딩에 의한 진폭 손실과 더불어 "아날로그가 디지털로 변환"되면서 겪는 정보손실의 대표적인 예이다.-샘플링을 할 때 적절한 샘플링 주파수를 신호 최대 주파수의 2배 이상으로 설정하거나, 혹은 높은 주파수 성분을 양자화 과정 이전에 제거시키기 위해 필터링 과정을 거치게 되면, Aliasing을 피할 수 있다.3. 스트레인 게이지의 원리에 대해 설명 하시오.- 스트레인 게이지는 저항으로 이루어진 센서로서 피 측정물에 부착되어 피 측정물의 물리적인 변형률(Strain)을 휘스톤 브릿지 방식으로 전기적인 신호로 바꾸어 측정물의 변형량을 측정하는 저항 센서이다.스트레인 게이지의 전기 저항체는 전류를 흐르지 않도록 하는 저항을 갖고 있는 것으로서 이 값은 저항체의 재질 종류에 따라 다르지만 일반적으로 저항체는 가늘고, 길어질수록 저항의 값은 커진다. 따라서 저항체를 잡아당기면 가늘고 길게 되어 저항이 증가하고 반대로 굵어지고 짧아지면 저항값은 줄어든다. 위와 같은 변형의 값을 전기적인 신호로 바꾸어 변형률 또는 응력을 측정할 수 있다.여기서 측정되는 변형은 대부분 재질의 탄성 영역에서 측정이 이루어지며 변형의 방향에 따라 수직 변형과 전단 변형으로 나뉜다.스트레인 게이지는 위와 같은 원리를 이용하여 피 측정물에 부착되어 피 측정물의 기계적인 미세한 변형을 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 한다.4. 휘스톤 브리지 회로의 Quarter, Half, Full 브리지에 대해 조사하시오. (자필로 작성)-Quarter , Half , Full 브리지란 스트레인게이지를 휘스톤 브리지에 연결하는 기본적인 3가지의 휘스톤 브리지 결선법을 나타낸 것이다. 적용 용도에 따라 결선법을 선택해야 하며, 이에 따라 휘스톤 브리지의 출력값이 바뀐다.(1) Quarter-Bridge : 1개의 스트레인게이지를 사용하여 관심있는 한 점의 변위를 측정할 때 주로 사용되는 방법이다.(2) Half-Bridge : 2개의 스트레인게이지를 사용하며, 자체 온도보상을 위해 1개의 스트레인게이지를 견본으로 이용한다. 이외에도 1개의 스트레인게이지는 인장을 받고 다른 스트레인게이지는 압축을 받는 두 지점을 측정하여, 축 방향변위 등을 측정할 때 사용된다.(3) Full-Bridge : Half-Bridge의 연장으로 4개의 스트레인게이지를 사용하여 출력값의 민감도를 향상시킬 때 사용된다.-휘스톤브릿지 원리― Wheatstone Bridge 회로먼저 측정하고자 하는 대상과 스트레인게이지가 서로 일치가 되도록 붙어있다고 하면 측정대상이 변형을 일으키면 그만큼 스트레인게이지도 변형을 일으키게 된다. 이런 게이지의 변형 값은 결국 저항의 변화로 휘스톤브릿지 회로로 구성된 실험장비의 평형을 깨뜨려 전압의 변화를 발생하게 된다. 그 변화된 전압 값을 수치적으로 연산을 가미하여 우리가 얻고자 하는 응력의 변화 값으로 나타낼 수가 있다. 즉 저항의 변화 값과 변형 값은 서로 비례한다는 것이다. 이러한 휘스톤브릿지 회로가 스트레인게이지를 이용한 변형률측정에 활용되는 것이다.-휘스톤브릿지 종류휘스톤브릿지에 쓰이게 되는 스트레인게이지의 사용 개수에 따라 1개를 사용할 경우 1/4인 쿼터브릿지, 2개를 사용하는 하프브릿지, 4개를 사용하는 풀브릿지로 나뉜다. 풀브릿지 방식을 쓰지 않을 경우 나머지 저항들은 보통 앰프에 내장되어 있는 Dummy를 쓰게 된다. 각각의 경우에 따라 세세하게 알아보자.

공학/기술| 2018.05.24| 9페이지| 1,000원| 조회(177)

예비레포트, aliasing, 신호처리실험, 휘스톤 브리지 회로, LabVIEW..

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온도계측 예비레포트

1. 열전쌍(Thermocouple)의 종류 및 특성에 대해서 조사하시 오.※ 열전쌍(Thermocouple)- Thermocouple은 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력을 이용한 온도센서이다.특성이 다른 두 종류의 도체의 양단을 접합해 폐회로를 만들고 한쪽 끝단에 온도차이를 주면 이 회로에 열기전력이 발생하게 된다.이 온도에 비례하여 기전력이 커지는데 이 기전력의 크기를 이용하여 온도를 측정하는 온도센서를 thermocouple이라고 한다.이 센서는 두 가지 종류의 금속선으로 이루어지며, 이 두 금속선은 한쪽 끝에서 합쳐지고 다른 한쪽은 열전쌍 용 데이터 로거나 열전쌍의 연장 도선 등 다른 장비 또는 부속품에 연결된다. 열전쌍의 선택과 시스템 구성이 적합하다면, 열전쌍은 광범위한 온도 범위를 측정할 수 있다.열전쌍의 가장 큰 특징 및 장점은 다양함이다. 열전쌍은 구성 금속 타입에 따라 측정 가능한 온도 범위도, 형태에 따른 종류도 광범위 하다. 이러한 다양성과 유연성, 그리고 경제적인 가격 때문에 열전쌍은 산업 분야에서 가장 많이 쓰이는 온도센서이다. 산업용 열전쌍부터 공급설비와 가전제품 등에서 찾을 수 있는 일반형 열전쌍까지 다양한 적용분야의 열전쌍이 있다. 하지만 모든 센서가 그러하듯이, 적용 환경에 맞게 알맞은 종류와 적용 방법을 택하지 않으면 열전쌍은 제대로 작동하지 않는다. 해당 적용분야에서 알맞은 열전쌍의 유형과 재료는 무엇인지 파악하려면 열전쌍의 기본 구조, 작동 방법, 범위를 이해하는 것이 상당히 중요합니다.※ 열전쌍의 구성과 작동 원리서로 다른 금속으로 구성된 두 개의 선을 양쪽 끝을 한데 묶어서 한쪽 선에만 열을 가하면 열전회로에 지속적으로 흐르는 전류가 생겨난다. 이러한 회로가 중간에서 끊어지면 개방회로의 전압(제벡 전압 Seebeck voltage)은 접합온도와 두 금속의 구성에 의한 기능이다. 이는 두 금속의 접합부가 가열 또는 냉각되면 전압이 생성되어 온도와 상관관계를 가지게 됨을 의미한다.※ 열전쌍 종류열전쌍은 다양한 금속 쌍 교정(Calibration) 조합으로 제공된다. 가장 보편적인 기본 금속 열전쌍은 J, K, T, E, N 타입 입니다. 이외 R, S, B, G(W), C(W5), D(W3) 타입은 고온 측정에 특화 된 귀금속 및 합금 재질 열전쌍이다. U, V 타입은 비 보상 구리 재질로 온도 기준이 정립되지 않아 열전쌍 온도센서로는 이용되지 않는다.① B형 열전쌍 (Pt-30% Rh / Pt-6% Rh ) 0 ∼1,700℃B형 열전쌍은 다른 백금, 로듐 열전쌍보다 로듐 함량이 높기 때문에 용융점(熔融點) 및 기계적강도가 높다. B형 열전쌍은 1600 ℃까지의 산화 및 중성 분위기에서 지속적으로 사용할 수 있고, 다른 백금, 로듐 열전쌍보다 환원 분위기에도 장시간 사용할 수 있다.B형 열전쌍은 특히 정밀(精密) 측정 및 고온 하에 내구성( 耐久性)을 요구하는 장소에 적극 추천한다.② R형 열전쌍 (Pt-13%Rh / Pt) 0 ∼ 1,600℃R형 열전쌍은 1,400℃ 까지, 간헐적으로 1,600℃ 까지 산화 및 비활성(非活性) 분위기 내에 지속적으로 사용 시 추천할 수 있다.그러나, 세라믹 절연관과 보호관으로 올바르게 보호했더라도 진공, 환원 또는 금속증기 내에서는 사용할 수 없다.③ S형 열전쌍 (Pt-10%Rh / Pt) 0 ∼ 1,600℃S형 열전쌍은 1886년 LeChatelier에 의해 처음으로 개발된 역사 적인 열전쌍이다.IPTS (International Practical Temperature Scale : 국제실용온도눈금)에 의해 정의된 630.74℃에서 Antimony(안티모니)로부터 1064.43℃ 의 Gold(금) 범위까지 동결점으로 정의하는 표준 열전쌍으로 널리 사용된다.④ K형 열전쌍 (Chromel / Alumel) - 200∼ 1,250℃K형 열전쌍은 1906년 미국의 Hoskins사의 A.L.Marsh 씨가 처음으로 개발했고, 그 이후로 많은 개량을 해 왔다. 오늘날 다양한 특성 때문에 신뢰성이 높은 산업용 열전쌍으로 가장 널리 사용된다. 1260℃ 까지 산화 및 비활성 분위기 내에서 사용할 수 있다.K형 열전쌍은 이슬점(Dew-point)이 - 42℃보다 낮으면 수소 또는 분해된 암모니아 상태에서 사용할 수 있다.그러나, 적절히 보호관을 사용했더라도, 환원, 산화와 환원이 교차, 황화 또는 "Green-rot" 부식성 상태에서는 사용할 수 없습니다."Green-rot"는 큰 경(經) 또는 환기(換氣)되는 보호관을 사용하여 산소 공급을 증가시킴으로 최소화할 수 있다. 또한 밀봉된 보호관에 산소를 흡입하고 "getter(잔류가스 제거재)"를 넣어 최소화 할 수도 있다.⑤ E형 열전쌍 (Chromel / Constantan) - 200∼ 900℃E형 열전쌍은 산업용 열전쌍 중 기전력(EMF) 특성이 가장 높다 .1964년 ANSI 및 1974년 JIS에서 채택(採擇)된 이후 수요(需要)가 급속히 증가하고 있고 대단위 화력 및 원자력 발전소에서 폭넓게 사용되고 있다. 750 ℃ 까지 지속적으로 사용할 수 있고, 실제 사용을 위해, E형과 유사한 K형 을 예방책으로 사용해보는 것이 좋다.E형 열전쌍은 기본 금속열전쌍 중 가장 높은 저항성을 갖고 있어 이와 연결시키는 계기 선정 시에 각별한 주의가 요구된다.⑥ J형열전쌍 ( Iron / Constantan ) - 0∼ 750℃J형 열전쌍은 E형 열전쌍 다음으로 기전력(EMF) 특성이 높고, 750 ℃까지의 환원, 비활성, 산화, 또는 진공 분위기에 추천된다. 저렴한 가격으로 다양한 곳에서 사용되고 있다. 그러나, 538 ℃ 이상의 유황 분위기에서는 사용할 수 없으므로, J형의 철소선은 녹이 슬거나 물러지기 때문에 저온 측정용 T형이 보다 바람직하다.→0도에서 가능하나 최저가능온도이므로 실험에 타당치 않다.⑦ T형 열전쌍 ( Copper / Constantan ) - 200∼ 350℃T형 열전쌍은 습한 분위기에서 부식에 강하며, 중간이 0 ℃ 인 온도 측정에 적합하다. 400℃ 까지 진공 및 산화, 환원 또는 비활성분위기에서 사용할 수 있다. 기전력 특성이 안정되고 정확하기 때문에 실험용으로 폭넓게 사용되고 있다. T형은 규격화 된 열전쌍 중에서 중간이 0℃ 인온도 범위 내에서 공차(Tolerance )가 가장 적은 열전쌍이다.→얼음을 이용한 실험에 유용할 것이다.⑧ N형 열전쌍 ( Ni-Cr-Si / Ni-Si-Mg ) 0∼ 1,300℃N형 열전쌍은 84%Ni-1 4.2%Cr-1.4%Si / 95.5%Ni-4.4%Si-0.1%Mg의 배합으로 호주 국방성 재료연구 실험실에서 처음으로 개발했다. NBA, ASTM 및 기타 다른 연구기관에서 다방면으로 연구하고 개선하여 표준화 및 규격화된 오늘날의 기전력(EMF) 표를 만들어 냈다. N형 열전쌍은 600 ℃ 에서 1,250 ℃ 의 높은 온도 범위에서 사용시 K형 열전쌍보다 오랫동안 안정되고 산화에 우수한 저항력을 보여준다.

공학/기술| 2018.05.24| 5페이지| 1,000원| 조회(138)

열전쌍, Thermocouple, 온도계측, 온도계측 예비레포트, 온도의 측정원..

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유량계측 예비레포트, Bernoulli 방정식을 유도하고, 제한 조건을 설명하라. 또한 Bernoulli 방정식을 필요한 형태로 정리한 뒤, 정압, 동압, 전압, 정체압에 대하여 설명하라.

1. Bernoulli 방정식을 유도하고, 제한 조건을 설명하라. 또한 Bernoulli 방정식을 필요한 형태로 정리한 뒤, 정압, 동압, 전압, 정체압에 대하여 설명하라.- Bernoulli 방정식은 압력,속도 및 위치 사이의 근사적 관계식이며, 마찰력을 무시할 수 있는 정상, 비압축성 유동 영역에서 사용될 수 있다. 이 식은 그 형태가 매우 간단함에도 불구하고, 유체역학에서 매우 유용한 공식이다.Bernoulli 방정식을 유도할 때 가장 중요한 가정은, 점성효과가 관성효과, 중력효과 또는 압력효과에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작다는 것이다.① 에너지보존 법칙으로부터의 유도위 그림에서 유체가 관을 따라 흐를 때 각 부분에 대한 역학적 에너지를 살펴보면외력에 의한 에너지 변화 + Potential Energy (P.E)변화 + Kinetic Energy (K.E) 변화F _{1} S _{1} +mgh _{1} + {mv _{1} ^{2}} over {2} =F _{2} S _{2} +mgh _{2} + {mv _{2} ^{2}} over {2}우항의 Term들을 좌항으로 이동하여 같은 항끼리 묶어주면,(F _{1} S _{1} -F _{2} S _{2} )+ {m(v _{1} ^{2} -v _{2} ^{2} )} over {2} `+`mg(h _{1} -h _{2} )=0m= rho V=A rho h,F= {P} over {A} 이므로, 이를 대입해서 정리하면,P+ {1} over {2} rho v ^{2} + rho gh=k(constant) : 동일한 유선을 따라 식이 성립한다.{P} over {rho } +` {V ^{2}} over {2} `+`gz`=`k(constant)② Newton의 제 2법칙으로부터의 유도-뉴턴의 제 2법칙을 유선을 따라 운동하는 입자에 s방향으로 적용하면,SMALLSUM F _{s} =ma _{s}#--- ⑴마찰력을 무시할 수 있고, 펌프나 터빈이 없으며 또한 유선을 따라 열전달도 없는 유동영역에서, s방향의 중요한 힘들은 압력(양쪽 면 모두에 작용)과 입자 무게의 s방향 성분이다 (그림 5-24). 따라서 ⑴의 식은 다음과 같이 표현할 수 있다.PdA-(P+dP)dA-Wsin theta =mV {dV} over {ds} ---⑵여기에서theta 는 유선의 수직방향과 z축 사이의 각도이고,m= rho V= rho `dA`ds 는 질량이며,W=mg= rho g`dA`ds 는 유체 입자의 무게이다. 한편,sin theta `=` {dz} over {ds} 이므로 이들을 ⑵식에 대입하면,-dP`dA`-` rho g`dA`ds` {dz} over {ds} = rho `dA`ds`V` {dV} over {ds}모든 항에서dA를 소거한 후 정리하면 다음과 같다.-dP`-` rho g`dz`=` rho V`dV여기서V`dV`=` {1} over {2} d(V ^{2} ) 이고 , 모든 항을rho 로 나누면 다음 식이 얻어진다.{dP} over {rho } `+` {1} over {2} d(V ^{2} )`+`g`dz`=`0마지막 두 개 항은 완전미분이므로, 적분하여 다음 식을 얻는다.정상유동 :int _{} ^{} {{dP} over {rho } `+` {V ^{2}} over {2} `+`gz`=`k`(constant)(동일한`유선을`따라)}비압축성 유동의 경우, 첫 항도 완전미분이므로 이를 적분이면 다음 식이 얻어진다.정상, 비압축성유동 :{P} over {rho } `+` {V ^{2}} over {2} `+`gz`=`k(constant)`(동일한`유선을`따라)이 식이 비점성, 정상, 비압축성 유동에서 유선을 따라 적용되는 Bernoulli 방정식이다.※Bernoulli 방정식 제한 조건● 정상유동 (Steady flow)- 시동이나 중지 (shut-down) 같은 과도상태나 유동조건이 변하는 과정에서 사용하면 안된다.● 무시할 수 있는 점성효과 (Negligible viscous effects)- 모든 유동은 마찰을 포함하기에 마찰 효과는 무시할 수 없다. 그러나 일반적으로 단면적이 크고 유체의 속도가 느릴 때, 거리가 짧은 유동 영역에서의 마찰효과는 무시할 수 있다.Bernoulli 방정식은 유동의 중심영역 (core region)의 유선에 적용하고, 고체 표면과 가까운 유선에는 적용하지 않는다.● 축일이 없음 (No shaft work)-축일을 하는 기계들이 포함되어 있으면, 이들이 유선을 교란하고 유체입자와 에너지 상호작용을 하므로 Bernoulli 방정식을 적용할 수 없다. 그러나 이러한 기계장치 전방 혹은 후방 유동영역에서는 Bernoulli 방정식을 적용할 수 있다.● 비압축성 유동 (Incompressible flow)-Bernoulli 방정식을 유도할 때, 여러 가정 중의 하나는rho =일정. 즉, 유동이 비압축성이라는 것이다. 액체와 Mach 수가 0.3보다 작은 기체는 이 조건을 만족한다. 이처럼 비교적 낮은 속도에서는 기체의 압축성 효과와 밀도의 변화를 무시할 수 있기 때문이다.● 무시할 수 있는 열전달 (Negligible heat transfer)- 기체의 밀도는 온도에 반비례하므로, 가열부 혹은 냉각부 등과 같이 온도변화가 큰 유동영역에서는 Bernoulli 방정식을 이용할 수 없다.● 동일한 유선을 따른 유동 (Flow along a streamline)- 엄밀히 말하면, Bernoulli 방정식{P} over {rho } + {V ^{2}} over {2} +gz=k 는 동일한 유선을 따라 적용하므로, 일반적으로 상수k의 값은 유선에 따라 다르다. 그러나 유동영역이 비회전이고 따라서 유동장의 와도(vorticity)가 영이면, 모든 유선의 상수 값k는 같아서 이때는 유선을 가로지르는 경우에도 Bernoulli 방정식을 적용할 수 있다. 따라서 유동이 비회전이면 유선을 고려할 필요가 없으며, 비회전 유동영역의 어느 두 점 사이에서도 Bernoulli 방정식을 적용할 수 있다.※ Bernoulli 방정식을 필요한 형태로 정리한 뒤, 정압, 동압, 전압, 정체압에 대하여 설명하라.{P} over {rho } +` {V ^{2}} over {2} `+`gz`=`k(constant)를 실제 문제해결에 필요한 식으로 바꾸면 다음과 같다.P _{1} + rho {V _{1} ^{2}} over {2} + rho gz _{1} =P _{2} + rho {V _{2} ^{2}} over {2} + rho gz _{2}위의 방정식이 나타내듯이 Bernoulli 방정식은 유체의 기계적 에너지 평형 식이다.위의 방정식들 각 항을 보다 알기쉽게 하기위해 가시화 하여 수두를 사용하기도 한다.또한, 유체의 흐름에서 손실이 있다고 가정하고, 이를 수두 손실(head loss, 1과 2지점 사이)의 개념으로 나타낸다면, 다음과 같이 나타낼 수 있다.{P _{1}} over {rho g} + {v _{1} ^{2}} over {2g} +z _{1} = {P _{2}} over {rho g} + {v _{2} ^{2}} over {2g} +z _{2} + TRIANGLE H _{12}● Bernoulli 방정식은 정상 유동에서 유선을 따르는 유체 입자의 유동 에너지, 운동에너지(KE), 위치 에너지(PE)의 합은 일정하다는 것을 나타내는 식이다. 따라서 유동에서 유체의 운동 에너지와 위치 에너지는 유동 에너지로 변환되어(그 역도 성립) 압력이 변할 수 있다. Bernoulli 방정식에 밀도rho 를 곱하여 살펴보면,P+ rho {V ^{2}} over {2} + rho gz`=`k(constant)``(동일한`유선을`따라)이 식에서 각각의 항들은 압력 단위 이므로 이들은 각각 어떤 압력을 나타낸다.P (Static pressure, 정압) :실제의 열역학적 압력을 나타내며 열역학과 상태량표에 서 사용하는 압력과 동일하다.{rho v ^{2}} over {2}(Dynamic pressure, 동압) : 운동하는 유체가 등엔트로피 과정을 거쳐 정지하 였을때의 압력 상승을 나타낸다. 또는 유체의 운 동을 막았을 때 생기는 압력을 일컫기도 한다.

공학/기술| 2018.05.24| 5페이지| 1,000원| 조회(273)

전압, 정압, Bernoulli 방정식, 정체압, 동압, 제한 조건, 유량계측 예비..

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2. 전도열전달과 대류열전달은 어떻게 다른가?①전도 열전달 (Conduction)- 전도는 원자와 분자의 활동(activity)의 개념과 연관되어 있다. 전도 열전달은 원자와 분자 수준의 작용에 의하여 유지되기 때문인데, 입자 사이의 상호작용에 의하여 물질 내의 활동적인 입자에서 덜 활동적인 입자로 에너지가 이동하는 것으로 생각할 수 있다. 그렇기 때문에 고체,액체,기체 상에서 발생할 수 있으며 액체나 기체에서의 전도는 원자나 분자간의 불규칙적인 운동에 의한 충돌(collision) 및 확산(diffusion)에 의한 것이다. 고체에서의 전도는 격자진동형태(lattice vibration)의 원자의 활동 과 자유전자의 에너지 이송 두 가지 복합적인 방식에 의한 것이다.* Heat Conduction Rate Equation( K : thermal conductivity , W/m·K )( T : temperature )( L : Length )②대류 열전달 (Convection)- 대류 열전달의 형태는 두 가지 기구(mechanism)로 구성되어 있다. 불규칙적인 분자 운동(확산)에 의한 에너지 전달 외에 에너지가 체적(bulk) 또는 거시적(macroscopic) 유체 운동에 의해 전달된다. 보편적으로 대류(convection)라는 용어는 이러한 집합적인(확산+체적) 이동을 언급할 때 사용되고, 유동대류(advection)는 체적 유체운동만을 언급할 때 사용한다. 유체의 운동이 빠를수록 대류 열전달은 커진다. 유동이 외부적 수단에 의해 생기는 경우의 대류를 강제대류라고 한다. 이와는 달리 유체의 온도 차이가 발생시키는 밀도의 차이에 의해 발생하는 부력이 유체의 유동을 생기게 할 때 자연대류 또는 자유대류라고 한다.* Heat Convection Rate Equationq '' =h(T _{s} -T _{INF } ) (T _{s} = Surface temperature )(T _{INF } = Fluid temperature )( h = Convection heat transfer coefficient , W/m ^{2}·K )3. 흑체는 무엇인가? 실제 물체는 흑체와 어떻게 다른가?①흑체 (Black body)- 단위 면적당 방출된 에너지 비율(W/m ^{2})을 표면 방사력(emmisive power) E라 한다. 방사력에는 상한이 있으며, 이것은 다음의 Stefan-Boltzmann 법칙으로 주어진다E _{b} = sigma T _{s} ^{4} 여기서T _{s}는 절대온도(K) 이고,sigma 는 Stefan-Boltzmann 상수(sigma =5.67X10 ^{-8} W/m ^{2}·K{} ^{4}) 이다.이러한 표면을 이상적인 복사체(ideal radiator) 또는 흑체(blackbody)라 한다.흑체는 진동수와 입사각에 관계없이 입사하는 모든 전자기 복사를 흡수하는 이상적인 물체다.*흑체의 특징1. 흑체는 파장과 방향에 관계없이 입사하는 모든 복사를 흡수한다.2. 주어진 온도와 파장에 대하여 흑체보다 더 많은 에너지를 방사할 수 있는 표면은 없다.3. 비록 흑체에 의하여 방사되는 복사가 파장과 온도의 함수이나 방향에는 무관하다.즉, 흑체는 확산방사체이다.→*완전한 흡수체와 방사체로서 흑체는 실제 표면의 복사 성질을 비교하는 표준으로 제공된다. 흑체는 흡수율로 정의되는epsilon 값이 1이며, 어떤 표면이 흑체에 가깝게 근사화 될 수는 있으나, 완전하게는 흑체의 성질을 가지지 못한다. 가장 근접한 근사화는 내부표면이 등온인 공동(cavity)에 의해 이루어질 수 있다.②실제 물체- 실제 표면에서 방사된 열유속은 같은 온도의 흑체로부터의 열유속보다 작고 다음 식으로 주어진다.EPSILON = epsilon sigma T _{s} ^{}{} ^{4} 여기서

공학/기술| 2018.05.24| 4페이지| 1,000원| 조회(119)

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풍동실험 예비레포트, 양력은 무엇이며 무엇이 양력을 발생시키는가? 벽면전단이 양력에 기여하는가?

2. 양력은 무엇이며 무엇이 양력을 발생시키는가?벽면전단이 양력에 기여하는가?①양력 (Lift)- 정지해 있는 유체 속에 잠겨 있는 물체의 표면에는 수직방향인 압력 힘만이 작용한다. 그러나 움직이는 유체의 경우 물체의 표면에는 점성 영향에 의한 점착 조건 때문에 접선방향으로 전단력이 추가로 작용한다. 이 때 압력 힘과 전단력의 합력 중 유동방향에 수직인 성분을 양력(Lift)이라고 한다. 즉, 유체의 흐름 방향에 대해 수직으로 작용하는 힘이며 양력은 반드시 물체 혹은 유체 둘 중 하나가 움직여야 생긴다. 이 때문에 유체의 흐름에 대해 수직이란 조건이 붙는다.②양력의 발생원인-어떤 물체가 공기 혹은 기타 유체와 상호작용할 때 물체의 윗면과 아랫면은 공기의 흐름속도차이로 인한 압력차가 생기게 되는데 이 압력차에 의해 양력이 생기게 된다.또한 물체가 공기 혹은 기타 유체와 상호작용 중 유체가 물체에 작용하는 받음각에 의해 아랫면에 부딪힌 공기가 물체가 밀어올리는 반작용에 의한 양력이 있다.③벽면전단이 양력에 기여하는가?-항력은 유동방향으로의 압력 및 벽면 전단응력의 결합된 영향에 기인한다. 유동의 수직 방향으로 작용하는 압력과 전단응력은 물체를 유동의 수직 방향으로 움직이려 하며, 이 힘의 합을 양력이라 한다.

공학/기술| 2018.05.24| 2페이지| 1,000원| 조회(269)

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