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기계공학기초실험 전반기

위 자료는 참고용으로 제작된 것이므로 그대로 복사하여 레포트 제출을 삼가 바랍니다.모든 책임은 레포트를 작성한 본인에 있음을 유의하시기 바랍니다.기계공학기초실험1. 유량측정 실험2. 풍동 실험3. 전도복사 실험4. 온도계측 실험5. 에너지변환 실험6. 계측기기초 실험기계공학 기초실험- 유량계측 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :◎ Bernoulli 방정식을 유도하고, 제한조건을 설명하라. 또한 Bernoulli 방정식을 필요한 형태로 정리한 뒤, 정압, 동압, 전압, 그리고 정체압에 대하여 설명하라.○ 베르누이 방정식 (Bernoulli's Equation)⇒ 유속 및 유량의 측정, 관로유동 해석 등 유체역학과 관련된 대부분의 문제를 해결하는 데 출발점이 되는 기본 방정식이다.? 그림1. 비압축성 유체의 임의유동에서의 관심점위의 그림에서와 같이 비압축성 이상유체가 정상유동을 하고 있다고 가정하. 면 임의의 유선(또는 미소단면의 유관) 1-2상에서는 다음과 같은 베르누이방정식이 적용할 수 있다.※ P는 유체의 압력, v 는 유체의 속도, z는 임의의 수평기준선으로부터의 높이, 그리고는 유체의 밀도, g는 중력가속도를 나타내고, 하첨자 1, 2는 각각 유선상의 점 1, 2를 나타낸다.베르누이 방정식의 각 항은 길이의 차원을 가지고 있으며, 유체의 단위중량당 압력에너지 운동에너지 그리고 위치에너지를 나타낸다. 따라서 위 식은 비압축성 이상유체가 흐르는 동안 역학적 에너지의 총합이 항상 일정하게 유지된다는 역학적 에너지 보존법칙에 따르게 된다.그러나 베르누이 방정식은 이상유체인 경우에 해당되는데, 실제 우리가 보고있는 유체에서는 유체가 유동할 때 유체 점성에 의하여 역학적 에너지손실이 발생하게 된다. 그러므로 전 수두(total head) H는 감소하게 된다. 따라서 실체 유체에서는 베르누이 방정식은 다음과 같이 수정된다.※를 마찰손실수두(Friction Loss Head)라 부르며, 유체가 점 1에서 점 2까지 흐르는 동안에 발생한 유체의 단위 중량당진을 방해하는 힘으로 추진력에 반대로 작용하며 유해항력과 유도항력으로 구분된다. 항력은 항공기의 표면으로부터 발생하는 마찰이나 항공기 주위를 흐르는 공기가 표면으로부터 반사되거나 구조자체 때문에 상호 간섭을 받음으로 인하여 생기는 것으로 높은 camber나 넓은 면적의 날개일수록 더 많은 항력이 발생한다. 속도를 증가시키거나 받음각을 증가시키면 양력과 동시에 항력이 증가된다.⇒ 항력 = 유도항력 +유해항력? 유도항력 : 풍판에 양력이 발생할 때 풍판에 의해 발생하는 항공 역학적인 항력이다. 받음각(AOA)를 증가시켜 양력을 증가시킬 때 생기는 항력으로 받음각이 클수록 유도항력은 커진다. 속도를 증가시킬 경우 어느 정도의 양력은 증가한다. 상대풍에 대한 받음각은 상대적으로 감소하므로 유도항력은 감소한다.? 유해항력 : 항공기의 외부형태에 의해서 발생하는 항력으로 날개표면과 공기사이에 마찰이나 공기흐름의 간섭으로 발생하며, 속도의 제곱에 비례한다. 양력에 도움을 주지 않는 항력을 말함.양력 : 고체가 유체속에서 움직일 때 생성되는 기계적인 힘의 일종이다. 움직이는 유체에서 물체에 작용하는 압력힘 외에 접선방향으로 전단력이 추가로 작용하는데, 이때 유동방향에 수직인 성분을 말함.양력은 베르누이 원리에 따라 에어포일 상하면의 압력차에 의해 발생하는 항공기를 띄우는 힘으로 동적 양력이라는 용어도 쓰이는데, 이는 유체 내에서의 물체의 움직임으로 인한 양력을 표현하는 용어이다. 이와 대립되는 용어인 정적 양력은 부력에 의한 힘이다.2) 항력계수, 양력계수의 정의와 물리적인 의미를 설명하라.? 정의 : 항력계수 및 양력계수는 유체의 밀도, 점도, 속도, 물체의 크기, 형상 및 방향과 관련이 있는 항력과 양력의 특성을 나타내는 무차원수.항력계수 :양력계수 :? 물리적 의미 : 양력계수와 항력계수는 일반적으로 평균하여 물체 전체 표면에 대한 양력계수와 항력계수를 구할 수 있다. 양력계수와 항력계수는 주로 물체의 형상과 관련되는데, Reynolds수와 물체의 표면조도의 영향을 받 빨리 진동한다. 이러한 진동이 공기에 전달되어 공기 분자의 운동 속도를 증가시키고 피부 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 이 과정을 통해 우리 몸에서 공기로 열이 이동하게 된다.○ 복사(radiation) : 물체가 열에너지를 전자기파의 형태로 방출하는 현상이다. 양지에서 햇볕을 받을 때나 뜨거운 난로 곁에 있을 때 따뜻함을 느끼는 것은 바로 이 복사 현상 때문이다. 우리 몸도 복사열을 방출하는데 격렬한 운동을 마친 사람 옆에 섰을 때 열기를 느끼는 것도 이 때문이다.○ 대류(convection) : 가열된 공기나 물 등의 유체가 이동하여 열을 전달하는 현상을 가리킨다. 엄밀히 말해 대류 현상 자체가 우리 몸의 열을 방출하는 것은 아니다. 다만 열전도를 통해 온도가 올라간 피부 주위의 공기가 대류에 의해 찬 공기와 자리바꿈을 하게 되므로 열전도가 촉진된다. 여름에 바람이 불면 체온에 의해 데워진 공기가 차가운 공기로 빨리 대체되어 시원함을 느끼게 된다. 만약 대류가 없다면 피부 주위의 공기의 온도가 피부의 온도와 같아져 더 이상의 열전도가 일어나지 않는다. 피부에서의 증발은 운동에너지가 높은 물 입자가 피부 표면에서 물분자간 결합을 끊고 피부 외부의 공기 중으로 튀어나와 기화되면서 일어난다. 수분의 증발이 일어나면 증발열의 방출로 피부는 열을 빼앗기게 되고, 이 과정에서 열의 방출이 생긴다.② 용어의 정리열유속, 열전달율, 열전도율, 흑체, 방사율에 대해 정의하시오.○ 열유속 (Heat flux)단위 면적당의 열전달율을 말한다. 열유속을 나타내는 식으로는 아래와 같이 나타나며 비례상수 k는 열전도울로 알려진 전달 물성값이다.qx=단위는이며, 열 유속의 방향은 횡단면적에 수직한 방향이다.○ 열전달율 (Surface conductance :α)표면열전달율을 열전달율이라 칭한다. 표면열전달율은 구조체 표면 주위의 유체와 구조체 표면간의 열이 전달되는 비율로서 단위면적와 단위 온도차에 의한 값으로 단위는 ㎉/㎡h℃ 또는 W/㎡℃이 사용된다. 표면열전달율은 구조체 표면온도에 비례하여 제베크 전압을 생성합니다. J2 및 J3는 각각 제베크 계수가 있고, 데이터 수집 터미널에서 온도에 비례하여 열전기 전압을 생성합니다. J1에서 전압이 얼마나 분배되었나를 확인하기 위해서는 J2 및 J3접점 온도 및 접점에서의 전압-온도 관계를 알아야 한다. 그 다음 접점 J1에서 측정된 전압으로부터 J2와 J3의 잔류 접점에서 나온 전압을 빼면 된다.▷ 열전쌍은 원치 않는 냉접점을 보상하기 위해 온도 참조의 일정 형태를 바꿔 줘야한다. 가장 보편적인 방법은 직접 측정 온도 센서로 참조점에서 온도를 측정하고 접점에 남아있는 전압을 빼는 방식이다. 본 방식을 냉접점 보상이라고 한다.※ 열전쌍의 법칙열전쌍 회로.(a) Peltier기전력, (b)균질회로법칙, (c) 중간금속법칙, (d) 중간온도 법칙1. 균진회로의 법칙→ 단일 균일 금속으로 이루어진 회로에서 열만으로는 전류를 유지할 수 없다. (일부분 온도를 T3로 증가시키더라도 기전력은 a)와 같음2. Thermocouple Law of Intermediate Metals (중간 금속의 열전쌍 법칙)→ 여러 개의 다른 금속이 연결되어 있는 회로에서 접합점의 온도가 같으면 기전력이 0이 된다.3. 연속적인/중간온도 법칙→ 두 개의 다른 금속이 T1, T2 온도로 접합되면, 기전력은 E1이 발생 T2, T3 온도로 접합되면 기전력은 E2가 발생한다고 할 때 T1, T3 온도로 접합되면 E1+E2가 c-d간에 발생하게 된다.▷ 중간 금속의 법칙을 사용하고 간단한 가정을 적용하면, 데이터 수집 시스템이 측정하는 전압은 열전쌍 유형, 열전쌍 전압 및 냉접점 온도에 의해 결정이 된다. 측정된 전압은 측정선의 조합 및 냉접점, J2, J3와 독립적이라 할 수 있다.△ Thermocouple Law of Intermediate Metals중간 금속의 법칙을 나타낸 위의 그림에 따르면 열전쌍 회로에 모든 유형의 와이어를 삽입하여도 와이어의 양쪽이 온도가 같으면 (등온) 출력에 영향이 없다.△ 등온지역에추가 리드이용할 수 있는 에너지량은 약 1/9 수준이다. 또한, 달이 지구에 미치는 에너지는 120억마리의 말이 끄는 힘과 같다. 만일 지구가 받고 있거나, 이미 받아서 축적된 자연에너지를 잘만 이용한다면 우리가 이용하는 에너지의 대부분을 충당할 수 있다.자연에너지의 종류에는 태양에너지, 해양에너지, 풍력에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 수력에너지 등 여러 가지가 있으며, 각각의 특징과 실용화 정도가 다르며 다음과 같이 설명할 수 있다.① 태양에너지⇒ 태양에너지는 거의 무한에 가깝게 존재한다. 지구가 받는 태양에너지는 우리가 상상할 수 없는 막대한 양이며 태양이 존재하는 한 유지될 것이다.지구에 도달하는 에너지의 35%는 대기권에서 반사되며, 18%는 대기권에 흡수되고 겨우 47% 정도만이 지구에 도달하지만 이 양만도 연간 세계 에너지 사용량의 20,000배에 해당된다. 지구가 태양으로부터 1∼2주 동안 받는 에너지는 지구상에 매장된 전체 화석연료와 비슷하다.태양에너지는 열과 빛의 두 가지 형태로 존재하며 현재 두가지 모두 실용화되어 있다. 태양열은 파동이 가지고 있는 에너지를 물, 열매 등에 에너지를 축적하여 이용하는 것으로 주변에서 흔히 볼 수 있는 태양열 주택이 대표적인 시설이다. 이 시설로 동절기에 난방 및 목욕용 물을 0℃에서 20℃까지는 태양열을 이용하고 20℃부터 40℃까지는 연료를 이용한다고 하면 연료비의 50%를 절감하는 효과를 낼 수 있다.태양 빛은 태양전지를 이용하여 직접 빛을 전기에너지로 변환 사용한다. 효율이 높은 태양전지를 개발하는 것이 문제이나, 태양전지 수명이 20년 이상으로 늘어나고 효율이 계속 증가하고 있어 사용이 계속 늘어날 전망이다.② 해양에너지⇒ 해양에너지에는 조력 및 파력에너지로 바닷물이 움직이면서 갖고 있는 에너지를 이용하는 것이다. 따라서 에너지 밀도가 태양에너지보다도 더 낮으므로 실용화가 어렵다. 파력은 바다위에 원형의 발전기를 띄워 파도가 치면 발전기가 상하 좌우로 움직이고, 이때 발전기 내부의 모터가 돌면서 발전하는 방 있다.

공학/기술| 2011.03.16| 37페이지| 3,500원| 조회(198)

풍동, 기계공학기초실험, 유량측정 풍동 전도, 전도복사

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기계공학기초실험

위 자료는 참고용으로 제작된 것이므로 그대로 복사하여 레포트 제출을 삼가 바랍니다.모든 책임은 레포트를 작성한 본인에 있음을 유의하시기 바랍니다.기계공학기초실험1. 유량측정 실험2. 풍동 실험3. 전도복사 실험4. 온도계측 실험5. 에너지변환 실험6. 계측기기초 실험7. TTL-Logic 실험8. 신호처리 실험9. 물성측정 실험10. 구조 실험11.좌굴 실험기계공학 기초실험- 유량계측 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :◎ Bernoulli 방정식을 유도하고, 제한조건을 설명하라. 또한 Bernoulli 방정식을 필요한 형태로 정리한 뒤, 정압, 동압, 전압, 그리고 정체압에 대하여 설명하라.○ 베르누이 방정식 (Bernoulli's Equation)⇒ 유속 및 유량의 측정, 관로유동 해석 등 유체역학과 관련된 대부분의 문제를 해결하는 데 출발점이 되는 기본 방정식이다.? 그림1. 비압축성 유체의 임의유동에서의 관심점위의 그림에서와 같이 비압축성 이상유체가 정상유동을 하고 있다고 가정하. 면 임의의 유선(또는 미소단면의 유관) 1-2상에서는 다음과 같은 베르누이방정식이 적용할 수 있다.※ P는 유체의 압력, v 는 유체의 속도, z는 임의의 수평기준선으로부터의 높이, 그리고는 유체의 밀도, g는 중력가속도를 나타내고, 하첨자 1, 2는 각각 유선상의 점 1, 2를 나타낸다.베르누이 방정식의 각 항은 길이의 차원을 가지고 있으며, 유체의 단위중량당 압력에너지 운동에너지 그리고 위치에너지를 나타낸다. 따라서 위 식은 비압축성 이상유체가 흐르는 동안 역학적 에너지의 총합이 항상 일정하게 유지된다는 역학적 에너지 보존법칙에 따르게 된다.그러나 베르누이 방정식은 이상유체인 경우에 해당되는데, 실제 우리가 보고있는 유체에서는 유체가 유동할 때 유체 점성에 의하여 역학적 에너지손실이 발생하게 된다. 그러므로 전 수두(total head) H는 감소하게 된다. 따라서 실체 유체에서는 베르누이 방정식은 다음과 같이 수정된다.※를 마찰손실수두(Friction Los 보면 공의 표면을 따라 흐르던 공기가 딤플 주변에서 작은 와류를 일으키며 베어링효과를 내면서 공기저항을 분산시킨다. 일반적으로 골프공의 딤플은 108개 정도이다. 또한 골프공의 밑부분에는 높은 압력이 걸리게 되고 윗부분에는 낮은 압력이 걸려 양력이 발생하게 된다.기계공학 기초실험- 전도복사 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :① 열전달의 정의와 형태열전달에 대해 정의하고 열전달의 세 가지 형태인 전도, 대류, 복사에 대해 정의하시오열전달은 온도차에 의해 이동하는 열에너지이다. 열에너지는 다른 에너지와 마찬가지로 평형상태에 도달하고자 하는 성질이 있다. 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데 이는 열전달의 기본이 된다. 간단한 예를 들면 그림과 같이 뜨거운 태양이 바다와 땅에 열을 가해져서 아침에는 추웠지만 낮에는 따뜻해지거나 비가 온 뒤에는 추워지는 것도 열전달에 의한 것이다. 그 밖에도 우리가 일상 생활에서 볼 수 있는 것을 예로 들어보자면 컵에 따뜻한 물을 부어 놓으면 시간이 지나면서 대기중의 온도와 같아지게 된다. 따뜻한 물의 열이 대기중으로 이동하며 대기중의 온도와 같아지는 평형상태에 도달하게 된다.○ 전도(conduction) : 물체 내부 고온부에서 저온부로 열이 이동하거나 온도가 다른 물체끼리 접촉에 의해 열이 이동하는 현상을 말한다. 공기에 접촉하고 있는 피부 온도가 공기의 온도보다 높으면 피부 내 분자가 기체 분자보다 더 빨리 진동한다. 이러한 진동이 공기에 전달되어 공기 분자의 운동 속도를 증가시키고 피부 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 이 과정을 통해 우리 몸에서 공기로 열이 이동하게 된다.○ 복사(radiation) : 물체가 열에너지를 전자기파의 형태로 방출하는 현상이다. 양지에서 햇볕을 받을 때나 뜨거운 난로 곁에 있을 때 따뜻함을 느끼는 것은 바로 이 복사 현상 때문이다. 우리 몸도 복사열을 방출하는데 격렬한 운동을 마친 사람 옆에 섰을 때 열기를 느끼는 것도 이 때문이다.○ 대류(convection) : 가열된 공J3(Tref ) = -VJ1(Tref )로 설명할 수 있습니다. VJ1 은 테스트를 진행하는 열전쌍이 생성한 전압이기 때문에 본 전압을 VTC 로 이름을 바꿉니다. 따라서, 아래와 같이 바꿔 쓸 수 있다.VMEAS = VTC (TTC) - VTC (Tref)VMEAS 와 Tref 를 측정 → 열전쌍의 전압-온도 관계 이용 → 열전쌍의 열접점 온도를 결정▷ 냉접점 보상 ┏ 하드웨어 보상┗ 소프트웨어 보상⇒ 조건 : 위 두 가지 방식 모두 참조 접점에서의 온도가 직접-수집 센서로 감지직접 수집 센서에는 측정점의 온도에만 의존하는 출력이 있습니다. 반도체 센서, 서미스터, 및 RTD는 참조 접점 온도를 측정하는 데 일반적으로 사용된다.○ 하드웨어 보상 : 다양한 전압 소스는 회로에 삽입되어 남아있는 열전기 전압을 제거한다. 가변 전압 소스는 내부 온도에 따라 보상 전압을 생성하므로, 원치 않는 열전기 신호를 없애기 위해 정확한 전압을 추가한다. 이렇게 남아있는 신호가 제거되면, 데이터 수집 시스템이 측정한 신호는 열전쌍 접점에서의 전압이 된다. 하드웨어 보상을 통해 남아있는 열전쌍 전압이 제거되었으므로 데이터 수집 시스템 터미널의 온도는 관계가 없다.→ 하드웨어 보상의 주요 단점 : 각 열전쌍 유형이 정확한 보상 전압을 추가할 수 있는 개별 보상 회로를 가져야 하므로 회로가 고가임. 정확성이 떨어짐○ 소프트웨어 보상 : 직접 수집 센서가 참조 접점 온도를 측정하면, 소프트웨어는 잔류 열전쌍 효과를 제거하기 위해 측정된 전압에 적절한 전압 값을 추가함.※ 열전쌍 측정 전압은 매우 비선형적입니다. 제베크 계수는 몇몇 열전쌍의 작동 범위에서 세 가지 또는 그 이상의 요인에 따라 다양하다. 이 때문에 다항식을 사용하여 열전쌍 전압 대 온도 커브의 근사치를 계산하거나 룩업 테이블을 사용해야한다.기계공학 기초실험-에너지 변환 실험-- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :제출일 :과제 1) 자연에 존재하는 에너지의 종류를 적으시오.인류의 문명이 발달하면 할수록 에너지 사용량를 연결한다.3. 오실로스코프 프로브는 주파수대역에 맞는 것을 사용해야 한다. 비싼 스코프를 사용하면서 저주파대역의 싼 프로브를 사용하면 정상적인 파형을 관측할 수 없다.4. PROBE ADJUST .5Vpp단자에 프로브의 후크를 물린다.단자에서 싸인파가 아닌 구형파의 저주파신호가 전압첨두치(Vpp:Voltage Peak to Peak)가 출력되는데 시간적으로 변화하는 교류신호에서는 영점을 기준으로 y축(전압축)의 +최대치와 -최대치를 나타낸다.※ 프로브클립형태의 고품질 컨넥터로 되어있고, 파나 전원의 잡음이 유기되지 않도록 설계. 회로에 부하효과를 최소화하기 위해서 보통 10X 감쇠(수동)프로브 사용.3. 멀티미터(Multimeter)▶ 멀티미터 (멀티테스터, 볼트/옴 미터 혹은 VOM)는 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측기이다. 전형적인 멀티미터는 전압, 전류, 전기저항을 측정하는 능력과 같은 특징을 포함한다. 아날로그 멀티미터 (혹은 영국 영어로 analogue multimeters)와 디지털 멀티미터 (종종 DMM 혹은 DVOM으로 간략화함)의 두 분류가 있다.○ 각 기능 소개1) 표시창 : 각 기능별로(전류, 전압, 저항값) 측정시에 측정값의 수치가 표시된다.2) DCV(직류 전압) : DCV를 측정할 경우 측정 범위를 적용하는 곳이다.3) DCmA(직류 전류) : DCmA를 측정할 경우 측정 범위를 적용하는 곳이다. 측정 범위는 측정기 마다 조금씩 차이가 있다.4) 측정 봉(적색리드봉,흑색리드봉) : 대부분 측정봉과 기기가 일체형이지만 기기에 따라 분리형 도 있다.5) ACV(교류 전압) : ACV 교류 전압을 측정하는 곳이다. 10~1000V 까지 측정할 수 있으나 기종에 따라서는 750V 까지밖에 측정할 수 없는 것도 있다. 직류 전압이나 교류전압 등을 측정할 때는 측정하려는 곳의 예상 측정값의 두배 이상의 레인지에서 측정하는 것이 좋다.6) 옴 0점 조정 단자 : 저항을 측정하기 전에 이 손잡이로 (0옴)을 세트한다．7) TR(트렌지스터이다.(이 함수발생기는 외부 전압에 의해 스위프율 및 출력신호의 주파수를 제어할 수 있는 기능이 있다.) 이 기능을 사용할 때 14번 스위프율 조절 스위치는 오프한다.12. SYM PULL : 출력파형의 대칭성을 1:1에서 4:1 까지 이 푸쉬/풀 스위치로 조절한다. 이 것은 양의 부분과 음의 레벨부분이 대칭성을 갖는 구형, 정현, 삼각파에 있어 그 두 부분이 차지하는 비율을 조절13. TTL(PUSH)/CMOS(PULL) : TTL/CMOS 논리회로의 입력파형으로 고정논리레벨을 갖는 파형을 인가할 때 사용하는 조절 스위치. 푸쉬/풀에 따라 TTL/CMOS 모드 선택된다.14. DC OFFSET(PULL) : 출력신호에 양 또는 음의 DC 성분을 첨가할 수 있다.15. OUTPUT : 주 출력이 출력 임피던스 50Ω으로 출력되는 BNC16. AMPLITUDE : 출력신호의 레벨을 0에서 -20dB 까지 조절한다3. 파워서플라이(Power Supply)일반적으로 가정에서 쓰이는 AC 220v 전압을 사용자가 원하는 임의의 DC 전압으로 회로에 입력하기 위해서 쓰이는 장치.CV(Constant Voltage), CC(Constant Current)○ 일반적 버튼 기능▶ 파워서플라이를 보면은 전압을 조절해주는 노브가 있고, 전류를 설정하는 노브가 있습니다. 위의 사진에서 왼쪽편의 2개가 전압을 조절해주는 것이고, 오른쪽 2개가 전류를 설정하는 노브입니다. 하나는 메인조정용으로 전압가변폭이 많은 것이고 그 옆에 것이 fine으로 미세조정용이다.○ 사용방법1. 전원이 켜져 있지 않은 상태에서 각 채널의 전압과 전류 노브를 반시계 방향으로 돌려 놓는다.1. .2. 원하는 채널의 출력 단자에 프로브((+)붉은색, (-)검정색)를 연결한다.3. 전원을 켠 후 전류 전압창에 0임을 확인한다.4. 전압은 표시된 값을 보면서 맞춘다5. 전류의 경우는 출력단자를 먼저 쇼트시키고 예상되는 소비전류치보다 약간 높게 설정을 한다. (CC조정은 실험이 잘못되어 과도한 전류가 흐르는 것을 다.

공학/기술| 2011.03.16| 67페이지| 6,000원| 조회(364)

기계공학, 유량측정, 기계공학기초실험, 유량측정 풍동 전도

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TTL-Logic 예비보고서

위 자료는 참고용으로 제작된 것이므로 그대로 복사하여 레포트 제출을 삼가 바랍니다.모든 책임은 레포트를 작성한 본인에 있음을 유의하시기 바랍니다.기계공학 기초실험- TTL Logic 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :◎ 기본 논리게이트(Logic Gate)에 대하여 설명하시오.→ 논리 게이트는 일반적으로 1개 이상의 입력 단자와 하나의 출력단자로 구성되는 기본적인 논리회로를 일컫는다.→ 논리 회로를 구성할 때는 불 대수와 진리표, 카르노 도표 등의 방법을 이용하여 논리식을 최소화 하고, 이렇게 최소화된 식을 기본 논리 게이트들로 구성하여 만들게 된다.※ 컴퓨터 회로를 구성하는데 필요한 기본적인 논리 게이트에는 논리곱(AND),논리합(OR), 논리부정(NOT) 등이 있다.○ 논리곱 (AND)→ 입력이 모두 1일 때만 결과가 1이 되는 논리 게이트▶논리곱의 연산자는 ' . ' 또는 ' × ' 로 표시.▶논리식은 F=A . B 혹은 F = A × B 으로 표시입력이 모두 1일 때만 결과가 1이 되는 논리 게이트특징진리표논리 기호논리식스위칭 회로○ 논리합 (OR)→ 입력이 하나라도 1이면 출력이 1이 되는? 논리 게이트 즉, 모든 입력이 0일 때만?출력이 0이 된다.▶ 논리합의 연산자는 ' ＋ ' 로 표시.???? ▶ 논리식은 F=A＋B 표시입력이 하나라도 1이면 출력이 1이 되는? 논리 게이트특징진리표논리 기호논리식스위칭 회로?????○ 논리합 부정(NOT)→ 입력이 1이면 0을 출력하고 입력이 0 이면 1을 출력하는?논리 게이트▶ 논리부정의 연산자는 ' - ' 나 ?' ’?'을 붙여 표시.???? ▶ 논리식은 F=? 혹은 A' 로 표시입력이 1이면 0을 출력하고 입력이 0 이면 1을 출력하는? 논리 게이트특징진리표논리 기호논리식스위칭 회로○?부정 논리곱(NAND)→ AND 회로에 NOT 회로를 결합한 회로 AND 게이트의 반대값 출력AND 회로에 NOT 회로를 결합한 회로 AND 게이트의 반대값 출력특징진리표논리 기호논리식○?부정 논리합(NOR)→ OR 회로에 NOT 회로를 결합한 회로 OR 게이트의 반대값 출력OR 회로에 NOT 회로를 결합한 회로 OR 게이트의 반대값 출력특징진리표논리 기호논리식?????○ 배타적 논리합(eXclusive-OR XOR)→ 입력되는 두 값이 서로 상반될 때 1 이 출력되는 논리 게이트입력되는 두 값이 서로 상반될 때 1 이 출력되는 논리 게이트특징진리표논리 기호논리식?○?배타적 부정 논리합(eXclusive-NOR ?XNOR)→ 입력되는 두 값이 서로 동일할 때 1 이 출력되는 논리 게이트입력되는 두 값이 서로 동일할 때 1 이 출력되는 논리 게이트?특징진리표논리 기호논리식○?버퍼(Buffer)→ 입력 정보를 그대로 출력?입력 정보를 그대로 출력특징진리표논리 기호논리식◎ 계측장비(Oscilloscope, function Generator, Power Supply)에 대하여 조사하고 각 기기들의 기능과 활용방법 등을 기술 하시오.1. 오실로스코프(oscilloscope)▶ 시간에 따른 입력전압의 변화를 화면에 출력하는 장치. 전기진동이나 펄스처럼 시간적 변화가 빠른 신호를 관측한다. 보통 브라운관에 녹색점으로 영상을 나타내지만, 요즘에는 액정화면을 사용하는 전자식도 있다.○ 사용방법1. 전원코드를 콘센트에 꽂고 POWER 스위치를 누른다.(전원스위치를 켜기전에, 오실로스코프에 인가되는 전원전압을 확인한다. 경우에 따라 오래된 오실로스코프는 100V용도 있습니다.)2. 오실로스코프에 프로브를 연결한다.3. 오실로스코프 프로브는 주파수대역에 맞는 것을 사용해야 한다. 비싼 스코프를 사용하면서 저주파대역의 싼 프로브를 사용하면 정상적인 파형을 관측할 수 없다.4. PROBE ADJUST .5Vpp단자에 프로브의 후크를 물린다.단자에서 싸인파가 아닌 구형파의 저주파신호가 전압첨두치(Vpp:Voltage Peak to Peak)가 출력되는데 시간적으로 변화하는 교류신호에서는 영점을 기준으로 y축(전압축)의 +최대치와 -최대치를 나타낸다.※ 프로브클립형태의 고품질 컨넥터로 되어있고, 파나 전원의 잡음이 유기되지 않도록 설계. 회로에 부하효과를 최소화하기 위해서 보통 10X 감쇠(수동)프로브 사용.2. 파형 발생장치(function generator)▶ 함수발생기는 낮은 레벨의 다양한 교류(정현파. 삼각파, 구형파)를 만들어 제공해주는 장비로 보통 규칙적인 파형의 주파수 계측기능도 갖고 있다.○ 각 기능 설명1. INT/EXT 스위치 : 내부 함수발생기 주파수 카운터 기능/외부신호 주파수 카운터2. RANGE(Hz) : 주파수 범위 선택, 8번의 주파수 조정다이알의 값과 곱해져 주파수 지령 만듬3. FUNCTION : 정현파, 삼각파, 구형파(SQUARE WAVE) 출력 선택4. ATT(Attenuator) : 출력 레벨을 -20dB 만큼 감쇠하는 선택 스위치5. Zo : 출력 저항 선택 스위치(50Ω, 600Ω)6. O.F : 입력 주파수 카운터시 주파수 범위 오버플로우 지시기(주파수 범위가 오버됬음을 지시, 이 때 RANGE를 상향 조절한다.)7. FREQUENCY (DIAL) : 주파수 범위와 곱해져 정확한 입출력 신호의 주파수를 지정한다.(0.02Hz - 2Hz 범위의 주파수 세팅은 1번의 디스플레이 장치에 표시되지 않으므로 이 다이얼을 통해 정확히 조절해야 한다.)8. EXT COUNTER : 주파수카운터 기능을 이용할 때 외부 신호가 입력되는 곳으로 BNC 타입으로 되어 있다. 이의 측정을 위해서는 2번의 INT/EXT 스위치를 PUSH IN 한다.9. SWEEP RATE : 내부 스위프발생기를 위한 온-오프 스위치로 내부 스위프발생기의 스위프율을 조정한다.10. SWEEP WIDTH : 스위프의 크기를 제어한다.11. VCF IN : 출력신호의 주파수 및 스위프율을 제어할 수 있는 아날로그 전압이 인가되는 BNC 입력단이다.(이 함수발생기는 외부 전압에 의해 스위프율 및 출력신호의 주파수를 제어할 수 있는 기능이 있다.) 이 기능을 사용할 때 14번 스위프율 조절 스위치는 오프한다.12. SYM PULL : 출력파형의 대칭성을 1:1에서 4:1 까지 이 푸쉬/풀 스위치로 조절한다. 이 것은 양의 부분과 음의 레벨부분이 대칭성을 갖는 구형, 정현, 삼각파에 있어 그 두 부분이 차지하는 비율을 조절13. TTL(PUSH)/CMOS(PULL) : TTL/CMOS 논리회로의 입력파형으로 고정논리레벨을 갖는 파형을 인가할 때 사용하는 조절 스위치. 푸쉬/풀에 따라 TTL/CMOS 모드 선택된다.14. DC OFFSET(PULL) : 출력신호에 양 또는 음의 DC 성분을 첨가할 수 있다.15. OUTPUT : 주 출력이 출력 임피던스 50Ω으로 출력되는 BNC16. AMPLITUDE : 출력신호의 레벨을 0에서 -20dB 까지 조절한다3. 파워서플라이(Power Supply)일반적으로 가정에서 쓰이는 AC 220v 전압을 사용자가 원하는 임의의 DC 전압으로 회로에 입력하기 위해서 쓰이는 장치.CV(Constant Voltage), CC(Constant Current)○ 일반적 버튼 기능▶ 파워서플라이를 보면은 전압을 조절해주는 노브가 있고, 전류를 설정하는 노브가 있습니다. 위의 사진에서 왼쪽편의 2개가 전압을 조절해주는 것이고, 오른쪽 2개가 전류를 설정하는 노브입니다. 하나는 메인조정용으로 전압가변폭이 많은 것이고 그 옆에 것이 fine으로 미세조정용이다.○ 사용방법1. 전원이 켜져 있지 않은 상태에서 각 채널의 전압과 전류 노브를 반시계 방향으로 돌려 놓는다.1. .2. 원하는 채널의 출력 단자에 프로브((+)붉은색, (-)검정색)를 연결한다.3. 전원을 켠 후 전류 전압창에 0임을 확인한다.4. 전압은 표시된 값을 보면서 맞춘다5. 전류의 경우는 출력단자를 먼저 쇼트시키고 예상되는 소비전류치보다 약간 높게 설정을 한다. (CC조정은 실험이 잘못되어 과도한 전류가 흐르는 것을 방지해주는 퓨즈와 같은 역할을 함.) 따라서 실험장치에서 소비되는 전류량은 대충 예상하여 그것보다 20~30%높게 설정함6. 만약 실험이 잘못되어 과도한 전류가 흐르게 되면 아래쪽 CC라는 램프에 불이 들어오게 한다.7. 위의 것은 단전원(단자가 3개지만 하나는 접지 단자이고, 출력단자는 아님)용 파워이고, 경우에 따라는 양전원용도 있다. 이 때 -출력전압은 +설정전압에 항상 따라가게끔 하는데, 이런 종류는 TRACKING REGULATOR라고 한다.◎ 부울 대수에 관해서 정리하고 부울 대수를 사용하는 목적을 기술하시오.○ 부울 대수(Boolean algebar)?→ 논리 대수(logic algebra)라고도 함. 부울대수는 논리회로를 수학적으로 해석하기 위해 영국의 수학자 불(boolean)이 제안한 것으로 컴퓨터는 디지털 회로로 구성된 디지털 시스템으로 참(true) 거짓(false), 또는 1 , 전기 신호의 유무등 두 가지 상태로 표현하여 처리하는 이진 논리회로로 구성되고, 이러한 이진 논리회로는 부울대수식으로 관계를 표현하기 때문에 회로의 동작 원리를 나타내는 부울대수에 관한 이해가 있어야 함

공학/기술| 2011.03.10| 11페이지| 1,000원| 조회(151)

오실로스코프, Oscilloscope, 기계 실험 TTL - Logi

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풍동 실험 예비보고서

위 자료는 참고용으로 제작된 것이므로 그대로 복사하여 레포트 제출을 삼가 바랍니다.모든 책임은 레포트를 작성한 본인에 있음을 유의하시기 바랍니다.기계공학 기초실험- 유량계측 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :◎ 물체에 작용하는 힘의 측정1) 흐르는 유동 중에 놓여 있는 물체에 작용하는 힘에는 무엇이 있는지 알아보라.유체역학의 힘은 크게 surface force와 body force로 나누어진다.? Body force : 중력, 전기력 및 자기력 등과 같이 검사체적의 전체에 작용하는 힘.? Surface force : 는 압력과 점성력, 전단력과 같이 검사면에 작용하는 힘.정지된 유체는 수직방향의 힘만 작용하지만, 운동중의 유체는 표면에 no-slip condition으로 인해 전단력이 작용하고, 이러한 수직방향의 힘과 전단력이 합쳐진 유동방향의 힘을 항력이라고 하고, 유동방향의 수직인 힘을 양력이라 함.⇒ 흐르는 유동 중에 작용하는 힘 : 항력 + 양력항력 : 벽면전단력과 압력힘의 작용에 의해 유체가 유동방향으로 물체에 가하는 힘.예를 들어 비행기의 날개부분을 놓고 보면 비행기의 전진을 방해하는 힘으로 추진력에 반대로 작용하며 유해항력과 유도항력으로 구분된다. 항력은 항공기의 표면으로부터 발생하는 마찰이나 항공기 주위를 흐르는 공기가 표면으로부터 반사되거나 구조자체 때문에 상호 간섭을 받음으로 인하여 생기는 것으로 높은 camber나 넓은 면적의 날개일수록 더 많은 항력이 발생한다. 속도를 증가시키거나 받음각을 증가시키면 양력과 동시에 항력이 증가된다.⇒ 항력 = 유도항력 +유해항력? 유도항력 : 풍판에 양력이 발생할 때 풍판에 의해 발생하는 항공 역학적인 항력이다. 받음각(AOA)를 증가시켜 양력을 증가시킬 때 생기는 항력으로 받음각이 클수록 유도항력은 커진다. 속도를 증가시킬 경우 어느 정도의 양력은 증가한다. 상대풍에 대한 받음각은 상대적으로 감소하므로 유도항력은 감소한다.? 유해항력 : 항공기의 외부형태에 의해서 발생하는 항력으로 날개표면과 공기사이에 마찰이나 공기흐름의 간섭으로 발생하며, 속도의 제곱에 비례한다. 양력에 도움을 주지 않는 항력을 말함.양력 : 고체가 유체속에서 움직일 때 생성되는 기계적인 힘의 일종이다. 움직이는 유체에서 물체에 작용하는 압력힘 외에 접선방향으로 전단력이 추가로 작용하는데, 이때 유동방향에 수직인 성분을 말함.양력은 베르누이 원리에 따라 에어포일 상하면의 압력차에 의해 발생하는 항공기를 띄우는 힘으로 동적 양력이라는 용어도 쓰이는데, 이는 유체 내에서의 물체의 움직임으로 인한 양력을 표현하는 용어이다. 이와 대립되는 용어인 정적 양력은 부력에 의한 힘이다.2) 항력계수, 양력계수의 정의와 물리적인 의미를 설명하라.? 정의 : 항력계수 및 양력계수는 유체의 밀도, 점도, 속도, 물체의 크기, 형상 및 방향과 관련이 있는 항력과 양력의 특성을 나타내는 무차원수.항력계수 :양력계수 :? 물리적 의미 : 양력계수와 항력계수는 일반적으로 평균하여 물체 전체 표면에 대한 양력계수와 항력계수를 구할 수 있다. 양력계수와 항력계수는 주로 물체의 형상과 관련되는데, Reynolds수와 물체의 표면조도의 영향을 받기도 한다. 무차원화를 통한 물리적인 이점은 크게 두가지 이점이 생기게 되는데 첫째로 무차원화를 통하여 주요 매개변수간의 관계에 대한 이해를 높일 수 있다. 두 번째로는 문제와 관련된 매개변수 수를 줄일 수 있기 때문에 문제의 해석이 용이해 진다.◎ 물체표면의 압력측정1) 실린더 주변의 유동에서 비점성인 이상유동과 점성인 실제 유동현상을 비교하여 설명하라.? 비점성 유동 : 다른 힘에 비해 점성력이 현저히 작아 뉴턴의 운동방정식에서 점성력을 무시 할 수 있는 유동이며 비점성 유동이 꼭 비회전 유동일 필요는 없다. 쉽게 생각하면 마찰이 없는 유동 즉 마찰항력이 발생되지 않는 유동이다.? 점성 유동 : 다른 힘에 비해 점성력이 현저히 높은 유동 비점성 유동과는 대비되는 유동이다. 마찰 효과가 중시되는 유동. 실제로 모든 유체는 점성을 가지고 있다.유동에서 유체의 마찰력이 가지는 효과를 무시할 수 없다면 이는 점성(viscous) 유동이 된다. 어떤 유동이 점성 유동인지 아닌지는 레이놀즈 수를 사용하여 판단할 수 있다. 관성력에 비하여 점성 효과가 매우 작아서 무시할 수 있는 경우, 이 유동은 비점성(invisid) 유동으로 가정할 수 있다. 비점성 유동을 묘사하는 방정식이 오일러 방정식이다. 오일러 방정식을 유선(streamline)을 따라 적분하면 베르누이 방정식이 나온다. 유동이 비회전(irrotational), 비점성이면 유동장 전체에 대해 베르누이 방정식을 쓸 수 있다. 이러한 유동을 포텐셜 유동이라고 한다.△ 실린더 외부의 유동2) 골프공을 멀리 날려 보내기 위해 왜 딤플을 설치하여 표면을 거칠게 하는지를 설명하라.공기 내에서 운동하는 골프공에 대해서 살펴보면 공기 저항에는 두 가지 종류가 있다. 첫 번째는 공의 앞 뒤 표면에 작용하는 압력의 차이 때문에 생기게 되는 저항인 형상저항(압력저항)과 공기와 공의 마찰로 인해 발생하는 마찰저항(점성저항)이다. 즉 골프공이 갖게 되는 저항은 형상저항과 마찰저항의 합으로 표현 할 수 있다. 공기 중에 운동하는 골프공의 경우 형상저항이 크기 때문에 형상저항을 줄이는 것이 골프공의 비거리를 늘리게 되는 것이다.

공학/기술| 2011.03.10| 6페이지| 1,000원| 조회(316)

유체역학, 실린더, 기계 실험 풍동 예비, 풍동 실험

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좌굴 실험 예비보고서

위 자료는 참고용으로 제작된 것이므로 그대로 복사하여 레포트 제출을 삼가 바랍니다.모든 책임은 레포트를 작성한 본인에 있음을 유의하시기 바랍니다.기계공학 기초실험- 좌굴 실험 -- 조 -소속 :학번 :이름 :담당조교 :◎ 좌굴의 정의에 관하여간단히 서술하고 좌굴의 종류를 조사하세요.○ 좌굴(Buckling)물체에 힘이 가할 때 어느 방향으로 움직이다 다시 제자리로 돌아오는 경향이 있는 상태를 stable(안정)하다고하며 힘을 가했을때 어떤 방향으로 움직이기 쉬우며 다시 돌아오지 않고 더욱 크게 움직이는 상태를 unstable(불안정)하다고 표현한다.이때 부재에서 stable한 상태에서 힘이 가해져 급격히 변하게 되는 unstable상태로 이행되는 현상, 즉, 평형안정성이 깨어지는 현상을 좌굴(Buckling)이라고 한다.일반적으로는 기둥의 길이가 그 횡단면의 치수에 비해 클 때, 기둥의 양단에 압축하중이 가해졌을 경우 하중이 어느 크기에 이르면 기둥이 갑자기 휘는 현상을 말한다. 이러한 좌굴은 탄성불안정현상의 일종이며 이때의 순간하중을 임계하중(Critical Load)라고 한다.옆의 그림을 보면 5m 길이의 시험 재료가 있다. 양쪽 끝에서 하중을 가하게 되면 재료는 압축하중을 받게 된다. 이때 안정된 상태를 벗어나 변형을 하여 육안으로 휘어지게 되는 것을 볼 수가 있다.○ 좌굴의 종류1. 국부좌굴 : 형상이 부재의 연결모서리는 직선을 유지하며 각 판요소의 판좌굴이 단면의 크기와 같은 좌굴장으로 부재 길이에 따라 여러개의 반복적인 형태로 나타나는 것을 말한다. 이는 일반적인 기둥좌굴(Euler Buckling) 또는 보의 횡좌굴(Lateral Buckling)의 형태가 부재 전체(모서리 포함)의 변형이 발생하는데 반하여 좌굴에 의한 변형이 부재의 국부적인 영역에 한정되므로 국부좌굴이라 한다.2. 전단좌굴 : 재료가 압축응력을 받을 때 소성이 일어날시 전단응력을 받아 생기는 좌굴.3. 면외좌굴 : 굽은 보에서 외부로 휘어져 나가는 좌굴.4. 면내좌굴 : 면외좌굴과 반대로 안쪽으로 휘어지는 좌굴.5. 휨좌굴 : 주로 경량 박판형상의 부재를 사용하는 경량 목조와 스틸조에서는 휨좌굴이 문제가 된다.6. 후좌굴 : 좌굴발생 이후에도 강성이 유지되어 더 큰 하중에 저항할 수 있는 것을 말합니다. 주로 국부좌굴의 경우 후좌굴강도가 상당히 크기 때문에 선진 외국의 경우 이를 설계에 반영한다. 물론 뒤틀림좌굴의 경우에도 약간의 후좌굴강도가 발현되며 기둥이 좌굴강도를 최대강도로 가정하는데 반하여 국부좌굴은 후좌굴강도를 설계에 고려하면 경제적이다.7. 비탄성좌굴 : 좌굴응력의 크기가 큰 경우 주로 재료의 비선형 응력-변형률 관계(냉간성형강재 및 고강도강재) 및 잔류응력(열간압연형강 및 용접형강) 등의 영향으로 좌굴발생시 단면이 탄성과 소성역이 함께 공존하는 상태를 말한다. 이는 부재의 길이가 기둥으로 말하면 중간주에서 흔히 발생할 수 있다.위 그림은 단계별로 좌굴실험을 했을 때 힘에 따른 시편의 모습을 한 분에 볼 수 있다.위에서 압축력이 발생하고 이에 따른 탄성가 파단의 모습을 관찰할 수도 있다.◎ 탄성좌굴과 소성좌굴의 차이점을 서술하세요.○ 탄성좌굴▶ 재료가 임계하중 보다 작은 하중을 받는 경우, 횡 방향 휨이 발생하지 않으나, 하중이 점차 증가하여 임계하중에 이르게 되면 횡 방향 변형을 일으키게 되는 좌굴을 말한다. 즉 압축 부재에 좌굴이 발생할 때 단면의 모든 응력이 탄성한계 이하인 좌굴을 말하고 이를 오일러 좌굴이라고도 부른다.

공학/기술| 2011.03.10| 5페이지| 1,000원| 조회(195)

기계 실험 좌굴 예비, 좌굴 실험, 전단좌굴, 면외좌굴

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