전 산 유체 역학 밸브 열림도에 따른 용량 계수 측정 KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LABContents Introduction 3-D Modeling Numerical method Flow analysis Result KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LABIntroduction • 한국 산업 규격에 나온 밸브의 용량 계수시험 방법으로 CFD 를 이용하여 용량계수 측정 . • 용량 계수의 종류는 단위에 따라 A v, K v , C v 이 있으며 C v , A v 를 구하였으며 , 두 차이가 4% 이내에 들어야 함 . • 유량 계수란 밸브의 열림도에 대응하는 유량과 압력 손실을 나타내는 규정 값이다 . • 압력손실계수를 구함 . KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB3-D Modeling L t =700mm L0=150mm L1=500mm NX 4 L 3L 10L KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB 50mm D=50mm3-D Modeling Butterfly Valve NX 4 KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB 직경 = 50 mm 두께 = 5 mm 45°Numerical Method ICEM CFD Table. 1 Number of node Tetra-prism (Node) Valve 6,324 Pipe 384,377 total 390,701 Grid Generation KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LABNumerical Method Fluid : Water at 25 [˚C] A ngle : 10~90[deg] Pressure : 74 [ Kpa ] Pressure : 0 [ pa ] Analysis CFX KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB CFX-Pre conditions Basic settings Mass Units Kg Length Units mm Time Units S Angle Units Rad Residual Target (RMS) 1e-05 re 40000 1000000 v 0.7144 17.86 q(m3/s) 0.001403 0.035068 Q(m3/h) 5.049795 126.2449Flow Analysis pressure KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB 10 ̊ 40 ̊ 90 ̊Flow Analysis Velocity KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB 10 ̊ 40 ̊ 90 ̊Flow Analysis 압력탭위치 6L 2L L 용량계수 압력 측정위치 손실계수 KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LABresults KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB case IP OP dp(pa) dP ( kgf /cm2) q(kg/s) q(m3/s) Q(m3/h) V(m/s) Cv Av ζ ζ 10 73992.7 21.8582 73970.84 0.754502586 1.22206 0.001222 4.399416 0.62239018 5.910654 0.000142 383.0627653 383.06277 20 73968.8 31.1859 73937.61 0.754163664 2.28857 0.002289 8.238852 1.16555937 11.07146 0.000266 109.1770782 109.17708 30 73892.8 251.592 73641.21 0.751140322 4.16621 0.004166 14.99836 2.12183377 20.19547 0.000485 32.81202447 32.812024 40 73744.6 697.31 73047.29 0.745082358 7.14175 0.007142 25.7103 3.63726416 34.75969 0.000834 11.07616096 11.076161 50 73394 1860.03 71533.97 0.729646494 11.6419 0.011642 41.91084 5.92917222 57.25863 0.001374 4.081868748 4.0818687 60 72888.1 4206.95 68681.15 0.70054773 18.5849 0.018585 66.90564 9.46521382 93.28562 0.002239 1.537841363 1.5378414 70 72326.1 8089.51 64236.59 0.655213218 28.1769 0.028177 101.4368 14.3503803 146.2431 0.00351 0.625735067 0.6257351 80 67735.3 13476.8 54258.5 0.5534367 40.9945 0.040995 147.5802 20.8783318 231.5075 0.005557 0.249695682 0.2496957 90 67585.1 15687.3 51897.8 0.52935756 51.4576 0.051458 185.2474 26.2071459 297.1312 0.007132 0.151580848 0.1515808 80_2 52032.6 9062.52 42970.08 0.438294816 35.068 0.035068 126.24408 17.8599895 222.5365 0.005342 0.270233137 0.2702331 90_2 35523.7 8086.52 27437.18 0.279859236 35.068 0.035068 126.2448 17.8599895 278.4932 0.006685 0.172548788 0.1725488 Data Sheet re 40000 1000000 v 0.7144 17.86 q(m3/s) 0.001403 0.035068 Q(m3/h) 5.049795 126.2449results KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB graphFuture Studies • 실험을 통하여 CFD 값과 오차가 얼마나 나고 맞는지 확인이 필요함 . • CFD 의 Turbulence 의 조건을 k-epsilon 이 아닌 다른 조건일 때의 추가 해석 비교 . KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LABThank you for your attention! KOREA MARITIME UNIVERSITY FLOW INFORMATICS LAB{nameOfApplication=Show}
압전 에너지 하베스팅 기술목차 서론 압전 세라믹스 압전재료 MEMS 제작기술 Macro 사용 분야 Micro scale 사용분야 향후발전압전 에너지 하베스팅 에너지를 수확하는 활동을 말하는데 , 가공되어진 한정적인 에너지를 사용하는 것에서 벗어나 인체의 운동에너지나 주변 환경을 이용하여 에너지를 수확해내고 , 그것들을 사용하여 보다 비제한적인 에너지 사용을 이끌어내는 기술 . 압전 하베스팅과정 외부의 기계적 에너지를 압전재료에 전달하는 단계 , 전달된 기계적 에너지를 압전재료를 이용하여 전기에너지로 변환하는 단계 변환된 에너지를 전기적인회로를 통하여 Super-capacitor 나 2 차 전지에 축전하는 단계 . 서 론압력이 가해졌을 때 전압을 발생하고 , 전계가 가해졌을 때 기계적인 변형 이 일어 나는 소자 압전 세라믹스 ? 금속산화물의 미세분말을 적당량 혼합하여 1,000~1,500℃ 에서 소결하고 직류 고전압에서 처리한 무기 ( 無機 ) 압전체의 총칭 . 압전 세라믹스사용목적 기계적인 진동에너지를 전기에너지로 , 전기에너지를 기계적인 진동에너지 로 상호 변환이 가능하며 변환효율이 매우 높은 재료 다양한 응용분야에 적합한 최적 조성을 바탕으로 다양한 사양의 세라믹스 공 급 - 미세한 미세구조의 제어로 높은 기계적인 특성 - 주문자가 원하는 형태 (Design) 와 사양의 소자 공급 가능 - 우수한 전기적 , 기계적 특성 특 징 압전 세라믹스압 전 재 료 석영 (SiO 2 ) : 공진 주파수가 높고 , 단결정으로만 유용하며 두께는 최소화 해야 한다 . ( 두께 10 μ m 이하와 지름 100 μ m 이하 ) 공진기에 사용 석영 기반 센서는 벌크 마이크로 가공으로 제작 란탄갈륨규산 (La 3 Ga 5 Sio 14 ) : 석영보다 품질 계수가 5 배 높고 압전결합 계 수가 3 배 높다 . 단결정이 Czochralski 법과 박막은 액상 에피택시 기술 사용 납 지르코늄 티탄산화물 (PZT) : 가장 널리 사용되는 재료 . 전기 기계적 계 수가 높기 때문에 마이크로 액추에이터와 미아크로센서 응용에 매우 매력적인 재료 종류 : 석영 , 란탄갈륨규산 , 리튬 니오브 염 , 리튬 탈탄산염 등 압전 재료의 종류증착된 압전박막을 결정화하는 3 가지 주요 단계 증착할 원자 혹은 분자 종의 생성 이들을 기질에 이송 및 응축 열처 리 화학적 방법 ( 화학 증기 증착 , 솔 젤 기술 등 ) 물리적 방법 ( 스퍼터링 , 분자 빔 에피택시 , 펄스 레이저 증착법 등 ) 압전 재료의 증착 MEMS 제작기술압전재료의 식각 습식 식각 : 식각 용액에 웨이퍼를 넣어 화학반응에 의해 식각이 이루어지게 하는것 . ▪ 압전 재료를 패터닝 하는 전통적인 방법은 재료를 습식 식각액 에 반응시켜 물이나 용매 용해제품을 형성하는 것이다 . ▪ 석영에 적용되는 가장 공통적인 연마 습식 에칭 방법은 NH 4 F:HF 용액을 사용 ▪ 알루미늄질화물은 60~95 도 사이에서 뜨거운 인산 사용 건식 에칭 : 기체 플라즈마에 의한 반응을 이용한 식 각 공정을 의미 ▪ 압전체의 반응플라즈마 사용 건식 에칭기술은 습식 패터닝 기술 보다 우수 ▪ 플라즈마 애칭의 가스 종 선택에서 주요 고려사항은 에칭된 금 속산화물 분해의 일부로서 휘발성 제품이 형성에 따라 결정된다 . MEMS 제작기술마이크로 가공 벌크 마이크로 가공 : 반도체 기판을 식각하여 마이크로 구조체를 만드는 방법 기판 자체에 변형을 가하기 때문에 붙여진 이름 센서와 액추에이터를 단일구조에 직접 통합할 수 있음 . ▪ 감응연결 반응이온에칭 (ICP-RIE): 수직 측벽 및 평면을 갖 는 구조를 생성하는데 사용 표면 마이크로 가공 : 기판을 그대로 두고 기판 상부에 기계적인 구조체를 형성 하는 가공법 제거되어 없어지는 희생층을 사용하여 희생층의 상부에 형성된 구조물이 차후에 자유롭게 움직일 수 있도록 할 수 있다 . MEMS 제작기술Macro scale 사용 분야 보도블럭을 이용한 압전 발전기 이스라엘 INNOWATTECH 의 대형교통수단들의 하중을 이용한 발전 회전운동을 이용 한 Stepping 압전 발전기 .응용분야 초음파 진동자 : 초음파 용착기 , 초음파 세척기 , 초음파 가공기 - 액튜에이터 (Actuator) : 유니몰프 ( Unimorph ), 바이몰프 (Bimorph), 초음파 모터 - 압전 변압기 - 센서 : 소나 ( 수중센서 ), 공중초음파 센서 , 비파괴 검사용 센서 등 . Micro scale 사용 분야 나선형 구조의저주파 MEMS 압전 에너지 하베스터압전 센서 압전효과를 가진 소자를 이용한 센서 진동을 전기로 , 또 역으로 전기적 펄스를 진동으로 변환할 수 있다 . 넓은 분야에서의 응용이 실용화되고 있다 . 진동센서 , 충격센서 , 초음파 센서 등과 같 이 진동을 받는 성질과 발생하는 성질을 겸비하고 있는 소수의 센서 중의 하나이다 . Micro scale 사용 분야향후 발전 압전 에너지 하베스팅은 유비쿼터스 센서 등의 Micro-scale 의 소형동 력원에서부터 Macro-scale 의 자동차의 보조동력원에 이르기까지 전 자산업에서 자동차 , 에너지 산업 등에 다양하게 활용될 것으로 기대 응용가능성은 무한히 많은 아이디어의 창출에 의해서 무한히 실현될 수 있을것으로 생각 응용 가능성을 실현화하기 위해서는 고효율 압전 소재기술 , 고효율 압 전 하베스터 구조 설계 및 회로설계기술의 융합연구가 필요감사합니다 .{nameOfApplication=Show}
DNA Chip목차서론 DNA chip의 기초 DNA chip의 장점 및 응용 DNA chip에 필요한 기술 DNA chip의 제작 과정 DNA chip의 장래 전망 DNA chip의 시장 규모MEMS1. 서론MEMS1. 서론DNA chip 이란? 유전자 검색용으로서 엄청나게 많은 종류의 DNA를 고밀도로 붙여 놓은 것. 사용목적 다수의 유전자 발현을 측정 특정한 유전자의 존재 및 변이 발생 여부를 검사 환자의 증상을 의료진에게 객관적으로 전달 Nano technology, top-down 미세가공기술, inkjet 기술, MEMS (Micro Electro Mechanical system)등 여러 기술과 밀접한 관련MEMS2. DNA chip의 기초MEMS2. DNA chip의 기초MEMS2. DNA chip의 장점동시에 최소한 수백개 이상의 유전자를 빠른 시간 안에 검색. 각각 다른장기로부터얻은 세포들의 유전자 발현 정도를 알아낼 수 있다. 아주 적은 양의 유전물질을 고밀도로 붙일 수 있게 되었고 동시에 많은 수를 검색할 수 있게 됬다. (약 2 ~ 3천개의 유전자를 약 1 cm^2 안에 붙일 수 있다.)MEMS2. DNA chip의 응용DNA chip의 응용분야 암 증상 진단 특이한 병이나 체질에 관한 패턴 발견(발현 profile) 부자(父子) 감정(鑑定) 예방의학의 기초 화생방 오염감지기 등의 군사적 용도 초고속 신약 검색 및 독성 검사 개인별에 맞춤 약 개발MEMS3. DNA chip에 필요한 기술DNA 기판 : 반도체 가공기술의 응용 Lithography Etching DNA 분자의 부착 Pin method On chip 합성 Inkjet 기술4. DNA chip의 제작 과정photolithography를 이용한 DNA chip Microarrays의 probe를 photolithography 기술과 VLSIPS(very-large-scale immobilized polymer synthesis) 기술을 이용하여 glass 위에서 바로 합성 빛에 민감한 화합물질을 함유하는 linker로 코팅된 유리판에 photolithographic mask로 가리고 빛에 노출 화합물질이 제거되고 선택적으로 유도체, 합성 화합물가 첨가 다른 mask를 이용하여 빛을 쪼여 주고 원하는 sequence의 합성을 반복MEMS4. DNA chip의 제작 과정MEMS4. DNA chip의 제작 과정Nanogen의 전기적 DNA chip 반도체 제작공정의 미세식각기술과 가공기술 이용 기판에 미세전극을 만듦(25개~10,000개이상) Capture probe들이 permeation layer에 부착4. DNA chip의 제작 과정MEMS전기를 이용하여 target DNA를 원하는 특정 위치에 끌어들임으로써 결합 시간을 단축할 수 있다.4. DNA chip의 제작 과정Electronic stringency control / Permeation layer Hybridization 과정 중 생길 수 있는 mismatching을 제거하기 위해 반대되는 전하를 사용 완전 상보결합 된 target probe와 capture probe 사이에는 강한 결합력이 발생하여 반대 전하에도 분해되지 않음 단일 염기 mismatching과 유전변이 등을 검출MEMS4. DNA chip의 제작의 다른 방법MEMS4. DNA chip의 제작 과정MEMS5. DNA chip의 장래 전망개개인이 앓는 병의 원인이 되는 유전자를 특정하고 각자의 유전정보를 바탕으로 가장 적절한 치료, 투약이 이루어지게 되며, 나아가 병의 예방이 가능하게 되어 낭비성 투약이나 치료가 줄게 된다. 단순히 microarray 상의 발현 pattern을 검사하는데 그치지 않고 capillary가 내장된 1장의 chip 위에서 sample 혈액으로 부터 DNA 분자를 복제, 검출 할 수 있게 될 것으로 기대된다(Lab-on-chip)MEMS5. DNA chip의 장래 전망의학연구만이 아니라 제약, 진단법의 개발에도 불가결하며, 병원체의 유전자를 scan함으로써 약제내성에 관한 유전자를 해명하거나 앞으로는 검출된 병원체의 약제내성을 치료 개시 전에 파악할 것으로 기대된다. Genome 구조해석의 뒤를 이은 genome 기능 해석이 추진되어 생명의 mechanism을 조사하기 위한 연구가 크게 진척 될 것이다.MEMS6. DNA chip의 시장규모세계 DNA chip은 미국이 과점하고 있다. 2008년 시장상황을 보면 Arrymetrix, Agilent Technoloies, Illumina 세 개 회사가 세계 시장의 80-90%를 점유하고 있다. 미국의 시장 조사회사인 Electronics Industry Market Research and Knowledge network에 따르면 2012년도 세계 시장은 34억 달러에 달한다고 예측하고 있으나 현재의 시장규모는 밝히지 않고 있다. 일본 시장의 경우는 2008년 60억 엔 전후인 것으로 전해지고 있다. 2008년 기준으로 DNA chip의 용도는 거의 실험실 내의 연구용이지만 이미 2007년 2월 미국 FDA가 암의 전이 재발 판정용 kit의 판매 승인을 하는 등 의료용 시장은 확대되고 있다.MEMS경청해 주셔서 감사합니다.MEMS{nameOfApplication=Show}
http://blog.naver.com/sweetpapohttp://blog.naver.com/sweetpapo아세트아닐라이드(물에 약간 녹음)+ 벤조산(물에 약간녹음)http://blog.naver.com/sweetpapoNaOH아세트아닐라이드 + 벤조산 나트륨(물에 녹음)아세트아닐라이드 침전회수 벤조산나트륨 용액HCl벤조산 침전 회수NHCOCH3COOH물에 대한 용해도(g/L)http://blog.naver.com/sweetpapo온도10˚C25˚C95˚C벤조산2.13.468아세트 아닐라이드-5.450실험A. 아세트아닐라이드의 분리와 재결정 1 ) 벤조산과 아세트아닐라이드가 혼합된 시료 약 2 g의 무게를 정확하게 측정해서 비커에 넣고 30 mL의 물을 넣는다. 2 ) 시료의 50%가 벤조산이라고 생각하고 이를 중 화시키는데 필요한 3M NaOH의 부피를 계산하 여 이 양의 1.5배를 시료가 녹아있는 비커에 넣 는다. 3 ) 충분히 저어준 후에 pH 지시종이로 용액의 pH 가 염기성인가를 확인한다. 만약 염기성이 아니 면 NaOH를 몇 방울 더 넣어주고 다시 확인한다.http://blog.naver.com/sweetpapo4 ) 용액을 거의 끓을 때까지 가열한다. 만약 녹지 않은 고체가 남아있으면 NaOH를 몇 방울 더 가 하고, 그래도 녹지 않은 것이 있으면 뜨거운 상 태에서 그대로 거른다. 5 ) 비커를 시계접시로 덮고 용액이 식을 때까지 기 다린다. 6 ) 침전을 여과하고 차가운 물 1 mL씩으로 2~3회 씻어 내린다. 거른 용액과 침전을 씻은 용액은 모두 합쳐서 실험B에서 사용할 것이므로 잘 보 관한다. 7 ) 침전을 말린 다음에 무게를 잰다. 녹는점 측정 장치가 있으면 회수한 고체의 녹는점을 측정한 다.http://blog.naver.com/sweetpapo실험B. 벤조산의 분리와 재결정 1 ) 실험 A에서 얻은 거른 용액 5M HCl을 용액이 산성이 되도록 한다. 필요한 HCl 의 부피는 실험 A에서 첨가한 NaOH의 부피와 비슷하다. 용액 이 확실하게 산성이 되도록 만들기 위해서 HCl 을 약 1mL 정도 더 첨가한다. 2 ) 용액이 거의 끓을 정도로 가열한다. 뜨거운 상태 에서도 녹지 않는 물질이 있으면 증류수2~3 mL를 더 넣는다. 녹지 않은 물질이 다 녹을 때까 지 증류수를 2~3 mL씩 첨가한다. 3 ) 비커를 시계접시로 덮고 용액이 식을 때까지 기 다린다.http://blog.naver.com/sweetpapo4 ) 침전을 거르고 차가운 물 1 mL씩으로 2~3회 씻는다. 5 ) 침전을 말려서 무게를 잰다. 녹는점 측정 장치가 있으면 녹는점도 측정한다.http://blog.naver.com/sweetpapo분리와 재결정에 사용한 혼합시료의 무게: 2 g 벤조산을 중화시키는데 사용한 NaOH의 부피: 4 mL 벤조산 1 g X1 mol/122.13 g = 0.0082 mol 1:1반응 이므로 NaOH 3 mol : 1 L = 0.0082 mol : X x= 0.0027 L 1.5배 해주므로 4 mL실험A. 얻은 아세트아닐라이드의 무게: 0.91 g (2.13 g – 1.22 g = 0.91 g 0.91 g/1 g x100%=91%) 재결정한 아세트아닐라이드의 녹는 범위 90~95˚C 실험B. 첨가한 HCl의 부피 4 mL 얻은 벤조산의 무게 0.66 g (1.86 g – 1.20 g = 0.66 g 0.66 g/1 g x100%=66%) 재결정한 벤조산의 녹는 범위 80~85˚Chttp://blog.naver.com/sweetpapohttp://blog.naver.com/sweetpapo{nameOfApplication=Show}
1.cavitation의 정의: 액체가 고속으로 회전할 때 압력이 낮아지는 부분이 생겨 기포가 형성되는 현상.표준대기압 상태에서 펌프가 올릴수 있는 물의 높이(흡입양정)은 이론상 약 10.33m정도 이나 관마찰이나 기타 손실로 인해 약 6~7m정도 밖에 안된다.기포의 생성→ 파괴기포의 붕괴압력“300㎏/㎠”(Haller의 측정치)흡입높이가 그 이상이 되거나, 물의 온도가 높아지면 펌프의 흡입구 측에서 물의 일부가 증발하여 기포가 발생하여 펌프 토출측으로 넘어간다. 물의 표준대기압하에서 100도에서 증발하지만 펌프의 흡입구에서 대기압 이하가 되면 증발할수 있는 포화온도가 낮아지며 흡상높이가 클수록 포화온도는 더욱 낮아진다. 펌프 흡입구로 흡입된 물중에서 포함되어 있는 기포는 임펠라를 통해 토출구측으로 넘어가면 갑자기 압력이 상승되므로 기포는 물 속에서 다시 소멸된다. 이 소멸되는 순간에 격심한 음향과 진동이 발생하는데 이러한 현 상을 캐비테이션이라고 한다.< 캐비테이션으로 인해 발생한 기포 >2cavitation의 종류①. 얇은 층 공동현상(sheet cavitation)- 날개 앞날에서부터 시작하여 얇은 층 형상으로 발생. 일반적으로 안정적이지만 공동 체적의 변화가 선체 진동의 주요 원인이 된다.②. 기포형 공동현상(bubble cavitation)- 고속 프로펠러의 경우 프로펠러의 날개가 비교적 두껍고, 받음각이 작은 날개의 경우 에 날개의 최대 두께 위치 근처에서 공동현상이 발생한다. 이는 매우 불안전하여 프 로펠러의 성능 저하와 날개 표면의 침식 등 손상의 원이 된다.③ 앞면 공도 현상 (face cavitation)- 날개의 받음각이 작거나 음의 값을 가질 때, 앞면 근처에 공동현상이 발생하며 주로 허브 가까이의 날개 단면에서 많이 관찰됨. 날개 침식의 주요원인중의 하나.④. 줄꼴 공동현상(streak cavitation)- chord 방향으로 길게 뻗어 나오는 형태이며 주로 날개 결함에서 기인한다.⑤. chord cavitation- 불안정한 sheet cavitation의 후반부에 뿌옇게 발생한다.⑥. vortex cavitation- vortex core의 낮은 압력에서 기인한다. < Sheet Cavitation Hub Vortex Cavitation >< Bubble Cavitation Cloud Cavitation >3. cavitation의 발생원리: 공동현상 또는 캐비테이션은 빠른 속도로 액체가 운동할 때 액체의 압력이 증기압 이하 로 낮아져서 액체 내에 증기 기포가 발생하는 현상이다. 증기 기포가 벽에 닿으면 부식 이나 소음 등이 발생하므로 설계자는 공동현상을 피하도록 설계해야 한다. 공동현상이란 문자 그대로 이해하면 물속에 빈곳이 생긴다는 뜻이다.이렇게 부르는 것은 물과 수증기의 밀도의 비가 약 1000:1인 것을 감안할 때 공동의 내 부는 역학적 관점에서 상대적으로 빈곳이라고 부를 수 있기 때문이다. 정상상태에서 받 음각로 전진하는 수중익 주위의 유선에 대하여 베르누이 방정식을 쓰면,가 된다. 따라서 수중익의 표면에서는 속도 V가 증가하면 압력 P가 감소하게 되며, 속도 V가 계속 증가하면 압력 P가 포화증기압 P_v이하로 내려가게 되고 공동현상이 발생하게 되는 것이다.이때 포화증기압 P_v의 값은 온도에 따라 약간씩 변하나 15°C에서 1.7kPa 정도이다. 한편 대기압은 표준상태에서 101.3kPa가 된다.4. cavitation 원인: 유동하는 액체내 임의지점의 정압이 해당 액체온도에 상당하는 증기압보다 낮아지면 부분적으로 증발로 인한 기표가 발생하는데 기포가 고압영역으로 유입되면서 순간적으 로 파괴, 소멸된다.4-1) 흡입 양정이 높을 경우: 보통 평지에서 물을 이송하는 펌프의 예를 들면 대기압은 10.33 mAq 가 된다. 이것은 즉 흡입면에서 펌프의 설치위치(높이)가 이론적으로 10.33m 까지 가능하단 말이다. 그러므로 위의 경우 10.33m를 넘는 흡입양정이 요구되면(더 높이 설치된다면) 캐비테이션이 발생하게 된다.4-2) 흡입측 배관의 관로 손실이 클 경우: 흡입관로가 복잡하거나 관경이 표준보다 작을경우 관손실이 증가하여 그만큼의 흡입 양정 감소의 결과를 가져오게 된다. 이로인해 흡입양정의 한계를 벗어날 경우 캐비테이션이 발생하게 된다.4-3) 임페러 설계 결함: 유체를 흡입하여 회전하면서 압력에너지를 속도에너지로 변환하여 이송시키는 역할을 하는 임펠러가 설계자체의 결함에 의해 그 에너지의 변환, 증대, 이송이 원활하지 못할 경우 (임펠러의 경우 속도에너지 증가가 가장 큰 역할임)즉, 일방적인 속도수두 증가와 양액의 전체적인 압력증대에 기여치 못하고 부분적인 압력저하가 발생하여 캐비테이션이 발생하는 경우가 있다.5. cavitation 현상(문제점)1. 캐비테이션의 생성 - 성장 - 붕괴 소멸의 과정에서 수증기가 순간적으로 축소하면서 강한 충격력이추진 날개면에 가해지고 이는 추진기의 침식을 유발함.2. 주기적인 캐비테이션의 발생과 소멸은 선체 표면에 변동 압력을 가하여 산체 진동 및 소음 유발3. Rudder, Shaft, Strut 등 선미 구조물에 충격4. 추진 효율이 급격히 떨어져 추진 성능이 저하5. 수중 방사 소음 유발로 군함에 있어서 소나 피탐율 증가 야기. ◆ 캐비테이션 발생의 원인과 조치 (펌프) ◆항목원인조치1용액의 농도가 규정치를 초고하고 있다.증기압력, 공기누설의 유무, 연료 제어밸브의 리프트 재확인2냉매 및 용액 액량이 지나치게 작다.시험성적표 기재의 레벨치까지 액봉입. 단, 1항의 원인이 배재되어 있을 것3열교환기에 결정이 발생하여 재생기 액면이 상승냉매를 전부 흡수기로 보내어 운전하여 본다. 결정의 해정을 행한다.4냉매 바이패스 밸브를 열어둔 상태로 펌프를 운전하고 있다.밸브를 닫고서 재기동 한다.5부하가 지나치게 작다(냉매펌프)부하에 맞추어 냉매량 조정을 실시한다.6희석 운전시간 부적당(냉매펌프)운전조건에 맞추어 적절하게 희석 운전릴레이(26SH2)의 설정치를 조정한다.? 캐비테이션 발생에 동반하는 현상 (펌프)1. 소음과 진동캐비테이션 발생에 의해 생긴 기포는 고압의 부분으로 흐른 경우에 급격하게 깨어지는 것 과 같은 소음과 진동을 발생한다. 초기는 “피치 피치” 하는 음이 나지만, 더욱 진행되면 “자아 자아”하는 진동을 동반하는 주기적인 음으로 된다.2. 토출 유량, 압력의 저하캐비테이션의 진행 정도에 따라서 토출 유량, 압력이 저하한다. 토출압력의 확인은 연성 계를 용액 추출 밸브, 냉매 밸브에 부착하여 행한다.6. cavitation이 발생하지 않는 조건캐비테이션의 발생없이 펌프를 안전하게 운전하기 위해서는 펌프 입구 직전에서의 전압력을 액체의 포화증기압보다 높게 운전할 필요가 있으며, 운전범위 내에서 항상 다음 조건을 만족하여야 한다.펌프에서는 펌프 흡입구에 작용하는 압력을 수두로 나타내었을 때 그 값을 H1(m)라고 하고 흡입관의 길이를 Hs(m), 흡입관로의 손실수두를 hs(m), 수면에 작용하는 대기압을 Ha(m)라고 한다면 다음과 같은 식이 성립된다.Ha= H1+Hs+hs (6-1)펌프보다 위의 위치에서 펌프로 압송시킬 때에는 (+) Hs를 더해주어야 한다.이제 식 (6-1)를 변형하여 펌프 흡입구의 압력수두 H1을 구하면 다음과 같다.H1= Ha-Hs-hs (6-2)이 값 H1에서 액체의 온도에서의 포화증기압 수두를 뺀 값을 유효흡입수두라고 부르고 기호로 표시하면 다음과 같다.식 (6-3)에서 구한 의 값이 클수록 캐비테이션이 발생할 가능성이 적어진다.그러나 펌프 회전차 입구 부근까지 유입되어지는 액체는 회전차에서 가압되기 전에 일시적인 압력강하가 발생하는데, 그 이유는 회전차 입구에서 날개를 따라가는 상대속도 w1과 절대속도 v1이 있기 때문에 이 두 속도로 인해 압력손실이 발생하기 때문이다
밸브 열림도에 따른 용량 계수 측정
