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제멋대로 연구하는 것이 효율적이다 - 파이어아벤트 -

파이어벤트가 말하는 제멋대로란- 논리실증주의와 반증주의 양쪽에 대해 부정적인 입장을 취함- 문제에 적합한 방법을 그때그때 임시방편적으로 찾아 연구해야 한다고 권고- 진리로 인도해 주는 올바른 과학적 방법이란 존재하지 않는다- 갈릴레오의 사례 : 갈릴레오 같이 성공한 과학자가 자신의 무정부주의가 요구하는 방식으로 연구했기에 인상적인 과학적 업적을 이룩할 수 있었다고 함. but 기존 학계가 받아들이기 힘듦<중 략>파이어벤트의 논점이론의 발전을 이론선택의 합리성으로 제한시 과학은 발전할 수 없다. 다양한 방법론을 적절히 혼합, 활용하는 것이 바람직 so-> 방법론적 다원주의

인문/어학| 2014.05.04| 22페이지| 3,000원| 조회(208)

과학, 철학, 아리스토텔레스, 실증주의, 논리실증주의, 연구, 갈릴레오, 지평, 파이어..

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무인항공기 설계 프로젝트

무인항공기1. 목적 : 정찰용. 전쟁 시 인명피해를 최소화하는 것이 중요하므로 공격용을 생각하기도 하였으나 그러한 전쟁을 예방하는 목적으로 정찰이 우선시 되므로 정찰용을 선정하였습니다. 정찰용 중에서도 중형 고공정찰용으로 설정하였으며 이러한 조건을 만족시키기 위해 최첨단 센서를 활용해 넓은 범위의 작은 물체까지도 관찰 가능한 항공기를 설계하고자 하였습니다.2. 모델링 : 2차원 도면으로 평면도, 정면도, 측면도를 CATIA V5를 이용하여 모델링 하였습니다. 21세기 최신 무인항공기인 글로벌 호크(Global hawk, RQ-4B)를 표본으로 채택하였으며 이를 기준으로 도면을 작성하였고 세부적인 장치에 있어서 차이를 보이도록 고안해보았습니다.평면도정면도측면도위와 같이 2D 도면을 설계하였습니다.3. 이름 선정의 이유이름은 White Killer Whale입니다. 동체의 모양이 전체적으로 고래를 연상시킬 뿐 아니라 알비노 범고래인 White Killer Whale은 세계에 1마리 밖에 없는 희귀종으로써 바다의 제왕인 범고래 중에 단연 눈에 띕니다. 즉, 세계가 주목할 만한 무인항공기 중에 최강자로 등극하라는 염원을 담아 지었습니다.4. 제원높이 : 4.08m길이 : 14.16m날개 길이 : 40.10m시위 길이 : 2.46m동체 폭 : 1.70m꼬리날개 길이 : 3.42m비행고도 : 25km비행시간 : 48시간최대비행거리 : 7000마일최대중량 : 1200kg5. 세부 구조 및 특징White Killer Whale은 중형 Wing-Tail 정찰기입니다. 무인항공기의 항공시간 및 거리를 키우는데 중점을 많이 두었습니다. 그러므로 가로세로비를 키움으로써 양항비를 키웠으며 최대속도는 650 km/h의 아음속 영역이므로 후퇴익이지만 후퇴각을 많이 두지 않는 날개모양을 채택하였고 고정날개입니다. 날개의 위치는 저익기와 고익기의 장점을 절충해서 갖고 있는 중익기 형태를 취하였습니다. 이로써 지상과의 충분한 거리를 유지하여 첨단 전자 제어 장비의 보호를 유지하는 고익의 특성과 기동성이 좋은 저익의 특성을 절충하였습니다. 또한 약간의 상반각을 주어 가로안정성을 확보할 수 있도록 하였습니다. 에어포일의 모양은 비대칭 에어포일을 사용하였는데 이는 양력을 가장 많이 발생시킬 수 있는 모양이기 때문입니다.이 항공기의 가장 눈에 띄는 부분은 동체의 앞부분이라고 할 수 있는데 기존의 항공기와 다르게 고래를 연상시키는 유선형의 모양으로 앞부분이 뾰족하지 않은 이유는 강도를 더 강하게 만듦으로써 유지비와 제작비를 증가시키지 않으며 동체의 앞부분의 강도를 증가시키기 위함입니다. 또한 고래와 같은 유선형 모양을 채택함으로써 공기 저항을 최소화시켜 연비를 절감하도록 하였습니다.또한 후미의 V형 꼬리날개가 매우 눈에 띄는데, 두 개의 꼬리날개가 수평꼬리날개와 수직꼬리날개의 기능을 모두 수행할 수 있습니다. 이러한 형태를 취하게 되면 꼬리날개가 동체에 고정되는 부분이 세 개에서 두 개로 줄어들게 되어 동체와의 접합부분에서 발생하는 간섭항력을 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 일반적인 형상이나 T자형보다 스핀회복성이 좋다는 장점도 가지고 있습니다. 이에 더해 레이더 스텔스성과 엔진의 배기열을 가려주기도 합니다. 하지만 러더와 엘리베이터의 효과가 동시에 발생하므로 러더피치에 변화가 생기는데 이를 제어하기 위해 믹서시스템의 장착을 선택하였습니다. 믹서시스템이란 두가지 제어를 동시에 서로 복합적으로 할 수 있는 시스템입니다.엔진을 1개만 장착함으로써 무게와 가격을 절감하였는데 선택한 엔진은 터보팬 엔진입니다. 제트 엔진의 역사에서 가장 큰 진보 중 하나라고도 일컬어지는 터보팬 엔진은 이전의 제트 엔진인 터보제트 기관에 비해 높은 바이패스비(by-pass ratio)를 가지고 있어 추력이 좋습니다. 또한 터보제트 기관에 비해 대량의 산소와 연료가 혼합되어 산화됨으로써 완전연소가 가능하여 터보제트 기관에 비해 높은 연비를 달성하기 때문에 제가 생각하는 목적의 무인항공기와 잘 매치되어 선택하게 되었습니다. 터보팬 엔진은 바이패스 유동으로 터빈 일을 훨씬 적게 소모하기 때문에 바이패스유동을 사용하면 엔진이 배출하는 공기 유량을 크게 증가 시킬 수 있고 엔진의 추력은 배출되는 기체의 운동량(p=mv)에 비례하기 때문에 속도증가와 유량증가는 모두 추력 증가에 도움이 됩니다. 그러나 바이패스 유동의 유량을 증가시키는 것이 속도를 증가시키는 것보다 추력증가에 효율적이므로 터보팬 엔진을 선택하게 되었습니다. 엔진의 장착 위치는 동체 상면 후미이며 V자형 꼬리날개를 장착함으로써 엔진의 배기열의 방출을 방해하지 않도록 하였습니다.항공시간은 글로벌 호크에 비해 13시간 연장한 48시간이며 최대비행거리는 1천마일이 늘어난 7천마일로 성능의 향상을 도모하였습니다. 이러한 성능의 향상은 신소재의 개발과 더욱 더 발전된 터보팬 엔진으로 실현될 것으로 전망됩니다. 또한 이러한 기술의 발전으로 비행고도를 5km 향상시킨 25km로 설계함으로써 적군의 레이더망으로부터 더 멀어지는 효과를 얻을 수 있습니다.몸체는 섬유질로 제작함으로써 레이더에 잘 잡히지 않도록 하였으며 넓은 몸체에 레이더와 적외선 센서등 다량의 탐지장비를 탑재시킴으로써 넓은 지역의 광범위한 지속적 정찰 정보수집이 가능토록 하였습니다. 최첨단 광학센서로 야간이나 기상조건이 나쁠때도 적진의 동향을 환하게 관찰 가능합니다. CCD(전하결합소자) TV와 IR(적외선)센서를 통해서 탐지된 물체가 비행기, 자동차, 미사일인지의 여부를 식별할 수 있습니다. 또한 SAR(Synthetic Aperture Radar)를 통해 지상으로 전파를 발사해 지표면의 영상을 만들어 낼 수 있는데 3가지의 모드를 가지고 있습니다.1) 0.1m 해상도의 Spot mode(기존의 글로벌 호크는 0.3m의 해상도)2) 1m/s의 최저속도를 가지는 이동물체를 탐색하고 1분에 17000평방 킬로미터의 지역을 정찰할 수 있는 Moving Target Indicator Mode3) 40시간동안 25만 평방킬로미터의 지역을 스캐닝할 수 있는 Wide Area Search Mode이에 더해 비행체 부문과 지상부분으로 구성되어있는 무인항공기 시스템을 보유하고 있으며 비행체 부문은 정찰 센서 장비, 항공전자장비, 통신 데이터 링크로 구성되어 있고, 지상부문은 이륙및회수부 (Launch and Recovery Element, LRE), 지상 통신장비를 포함한 작전통제부 (Mission Control Element, MCE), 그리고 지원부와 훈련 받은 운용인력으로 구성되어 있습니다. 비행체의 운항은 관성항법장치와 자체적 GPS(Global Positioning System, GPS)를 이용합니다. 외부의 조종없이 독자적으로 작전을 수행할 수 있으며 정찰 데이터를 인공위성 데이터 링크를 경유하여 무선 통신으로 비행체에서 작전통제부로 전송합니다. 수신장비를 갖춘 사용자가 직진 가시 위치에 있을 때에는 무인항공기는 통상적 통신 데이터 링크를 통해서 직진 가시 범위 내의 지상국에 직접 영상을 전송할 수도 있습니다. 지상 부문은 작전의 기획, 통제, 영상처리와 배포를 담당하는 작전통제부, 비행체의 이륙과 회수를 담당하는 이륙및회수부, 그리고 관련 지상지원장비 등으로 구성되어 있습니다. 비행체는 이륙과 착륙시에는 지상의 이륙및회수부의 고정밀 차동 위성항법 시스템(differential GPS)으로부터 정밀한 위치 측정과 위치 교정의 도움을 받으며 임무 수행 중에는 암호화된 고정밀 위성항법시스템(coded GPS)과 관성항법시스템을 사용하여 자체적으로 운항합니다. 지상 부문의 작전통제부와 이륙및회수부는 분리하여 운용할 수 있으므로 두 부분을 나누어 지리적으로 떨어진 위치에서 운용할 수 있어서 작전통제부를 주된 작전지역의 사령부에 배치하여 운용할 수 있습니다. 비행체와의 직접 가시범위 통신을 위한 안테나나 인공위성 통신용 안테나를 외부에 설치하면, 두 부분 다 군대 막사에서도 설치운용할 수 있습니다.구조적인 측면에 있어서는 샌드위치 구조형식을 사용했습니다. 샌드위치 구조는 모노코크 구조에서 문제점인 스킨의 고강성 요구를 두장의 얇은 판재 사이에 허니컴 코어 또는 Foam 등을 넣어 접차하는 기술로 가볍고 강성이 높은 판재를 만드는 방식으로 연비를 절감할 수 있기 때문에 채택하였습니다. 또한 비강도가 높고 피로, 단열, 방음의 특성이 좋습니다. 이에 더해 페일세이프 구조인 하중경감구조를 적용함으로써 파손에 대한 안전성을 보장하겠습니다. 하중경감구조는 한 부재에 파손이 발생하면 파손이 발생한 부재의 강성이 저하되게 되는데 이 때 아직 파손이 발생하지 않은 부재가 그 이전보다 더 많은 하중을 지지하도록 함으로써 항공기의 무게를 늘리지 않으면서도 파손에 대해 이중 보호를 할 수 있는 구조를 선정하였습니다.날개의 구조 역시 샌드위치형 날개를 사용하였으며 날개구조물 내부에 심재를 넣어 만듦으로써 강력한 접착재를 사용하였습니다. 이러한 샌드위치형 날개는 강성이 크고 첩부접착이기 때문에 감쇠성이 크며 진동에 대한 감쇠성이 커 내구성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 보온, 방습, 방음성이 좋습니다.착륙장치의 경우 플로트를 사용하겠습니다. 바다는 지구의 70%이상을 차지하고 있는 면적으로 임무를 수행하다 언제든지 이착륙이 가능하도록 물 위에 착지할 수 있는 플로트를 장착하겠습니다. 또한 이 White Killer Whale이라는 이름답게 바다에서 이륙하고 착륙하는 것이 걸맞다고 생각하였습니다.

공학/기술| 2014.04.29| 5페이지| 2,000원| 조회(331)

항공, gps, 우주, CATIA, 에어포일, 모델링, 무인항공기, 정찰기, Globa..

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송풍기 성능 실험

송풍기 성능 실험*예비레포트1. 실험 목적1) 원심형 송풍기의 원리를 이해한다.2) 송풍기의 성능곡선을 작성한다.2. 실험 장치 구성1) 송풍기 :송풍기는 유동을 일으키는 날개차, 날개차로 들어가고 나오는 유동을 안내하는 케이싱으로 이루어진다. 송풍기의 분류방법엔는 여러 가지가 있는데 가장 일반적인 방법은 날개차를 통과하는 유동의 특성에 의한 분류이며, 그것은 축류형 송풍기, 반경류형 송풍기, 혼합류형 송풍기로 나눈다.공기의 유동이 날개차의 회전축과 평행방향으로 발생하면 축류송풍기라고 하며, 이경우에는 날개차 입구와 출구의 유동방향이 모두 회전축과 일치한다. 프로펠러형 송풍기, 즉 보통의 가정용 선풍기가 여기에 속한다. 축류형 송풍기는 가해준 에너지가 주로 유체의 속도를 증가시키는 데 사용되며, 따라서 유량은 많이 필요하나 압력은 그리 필요하지 않은 곳에 사용된다. 반경류형 송풍기는 원심력에 의한 압력증가가 주된 목적이며 따라서 유량보다는 압력이 필요한 곳에 많이 사용된다.원심형 송풍기는 보통 날개차 입구 유동은 회전축 방향이나 출구 유동은 회전축에 직각방향이 되도록 나선형의 케이싱을 사용하는 경우와 날개차 입구 유동과 출구 유동이 둘다 회전축 방향이 되도록 튜브형 케이싱을 사용하는 경우로 크게 구별된다.혼합류형 송풍기는 날개차 내에서 축 방향과 반경 방향의 유동이 같이 존재하는 경우로 유량과 압력의 증가가 동시에 요구될 때 사용된다. 이외에 날개차의 회전에 의하지 않는 새로운 방식의 송풍기들이 특수 목적에 사용되기도 하는데, 압전 소자를 이용하여 모터가 필요없는 송풍기가 사용되기도 한다. 송풍기는 그 응용 대상과 작동 특성에 따라 적절히 선택되어야 하는데, 공업적으로는 공기조화시스템, 각종 흡.배기시스템 등에 주로 사용된다. 그 크기도 컴퓨터용 냉각팬 등 소형으로부터 대형 공업용 송풍기에 이르기까지 다양하다.2) 출구댐퍼 : 출구쪽 닥트내에 설치하여 송풍량을 조절하는 공기조절판.3) 유량측정장치 : 정압과 전압을 측정할 수 있는 장치가 원통 내부에 들어있다.4) 허니컵 : 유동에 난동이 생긴것을 벌집 모양의 격자로 이루어진 허니컵으로 한쪽 방향으로의 유동으로 바꾸어줌으로써 측정이 용이하도록 도와준다.5) 압력-전압 변환기 : 압력을 전압으로 표시해준다. 지시전압과 구동전류를 표시해 준다.6) Sirocco fan : 사하라 사막의 강한 계절풍 이름으로부터 전래된 명칭의 송풍기. 덕트를 조합하여 환기나 공기조절에 널리 사용된다. 임펠러측판, 임펠러메인판, 스포트, 블레이드로 이루어져 있다.7) 경사압력계 : 액주를 사용한 미압계로 미소한 압력 변화를 확대하여 지시할 수 있도록 액주가 비스듬히 부착된 것을 말한다. 전압측정용 튜브와 정압측정용 튜브를 어떻게 연결하느냐에 따라 전압, 정압, 동압을 나타낼 수 있다.8) 타코메터 : 회전체의 회전 속도를 측정하는 장치. 직류 또는 교류 발전기의 발생 전압이 회전 속도에 비례하는 것을 이용하는 발전기형 회전계, 그 변형인 유도자형 회전계, 회전에 따른 펄스를 발생시켜서 계수하는 디지털 회전계, 회전에 따른 교류 신호를 발생시켜 기준의 주파수와 비교하는 스트로보스코프 등이 있다. 발전기형이나 유도자형은 연속적으로 회전수를 표시할 수 있으나 측정 정확도에 한계가 있고, 에너지를 필요로 하므로 미소 토크의 회전체인 경우에는 부적당하다. 디지털형이나 스트로보스코프에서는 에너지를 흡수하지 않으므로 측정 대상에 영향을 주지 않고 측정 정확돡 높다.3. 실험 순서1) 디스플레이어 스위치와 팬 스위치를 켠다.2) 출구 댐퍼를 전개(90°)한다.3) 유동이 정상상태가 될 때까지 5분 정도 기다린다.4) 실내온도를 측정한다.5) 출구 댐퍼를 전폐(0°)한다.6) 전압(P _{T})측정용 튜브를 경사압력계의 좌측, 정압(P _{S})측정용 튜브를 경사압력계의 우측에 연결하고, 두 압력 차인 동압(P _{d})을 측정한다.7) 송풍기 구동전류와 구동전압을 측정한다.8) 압력-전압 변환기에 전압(P _{T})측정용 튜브를 연결하고, 전압을 측정한다.9) 압력-전압 변환기에 정압(P _{S})측정용 튜브를 연결하고 정압을 측정한다.10) 타코메터로 팬의 회전수를 측정한다.11) 6~10과정을 출구 댐퍼 각도를 20°,40°,60°,90°로 변화시키며 반복한다.4. 실험이론1) 공기의 유량 Q[m ^{3} /s]Q= xi AV#A:단면적,=7.85398 TIMES 10 ^{-3} [m ^{2} ]#xi :유량계수,=0.9018(관`때문에`발생하는`손실을`감안한`계수)2) 송풍기 전압공기 동력L _{T} [W]L _{T} =P _{T} QP _{T} :송풍기`전압[Pa],`Q:유량[m ^{3} /s]3) 송풍기 소비전력W _{E} [W]W _{E} =EI#E:송풍기`구동전압[V`],`I:송풍기`구동전류[A`]4) 축동력L _{S} [W`]L _{S} = PHI W _{E}#PHI :전동기`효율(0.8)#W _{E} :송풍기`소비전력5) 전압효율eta _{T}eta _{T} = {L _{T}} over {L _{S}}*결과레포트1) 측정값※ 압력-전압 변환기의 지시전압 0.2V=1mmAq 로 환산한다.2) 계산값3) 계산 방법 (case : 전개 90°)V= sqrt {{2} over {rho } (P _{2} -P _{1} )} = sqrt {{2} over {rho } P _{d}} = sqrt {{2} over {1.213} TIMES 156.8} =16.0789`m/s#rho =1.213`kg/m ^{3} (공기밀도)#1`mmAq`=`9.8`PaQ= xi AV=0.9018 TIMES 7.85398 TIMES 10 ^{-3} TIMES 16.0789 TIMES 60=6.833`m ^{3} /minL _{T} =P _{T} Q=25 TIMES 9.8 TIMES 6.833/60=27.901`WW _{E} =EI=220 TIMES 0.48=105.6`WL _{S} = PHI W _{E} =0.8 TIMES 105.6=84.48`Weta _{T} = {L _{T}} over {L _{S}} = {27.901} over {84.48} =0.33027=33.027`%4) 원심 송풍기 성능 곡선

공학/기술| 2014.05.04| 7페이지| 1,000원| 조회(800)

유동, 송풍기, 유량측정장치, 성능곡선, 원심형 송풍기, 날개차, Sirocco f..

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냉동기 및 열펌프 성능 실험

냉동기 및 열펌프 성능 실험*예비레포트1. 실험 목적1) 냉동기 및 열펌프를 실제로 운전해 봄으로써 그 구조와 작동원리를 이해한다.2) 냉매의 온도 및 압력 등을 측정하여 p-h 선도상에 작동사이클을 작도한다.3) 냉동기 및 열펌프의 성적계수를 구한다.2. 실험 장치 구성1) 열교환기 : 고온액체와 저온액체와의 2개의 유체 사이에서 열의 이동을 실시하는 장치를 말하며, 화학공업이나 일반 빌딩의 난방, 급탕용 등 폭넓게 사용되고 있는 압력용기를 말한다. 2개로 칸막이된 용기 내에서 한쪽으로부터 150도의 수증기를 보내고, 다른쪽에서 20도의 공기를 송입하면 공기는 수증기로부터 열을 빼앗고, 20도이상의 고온 공기압이 되어서 배출되고, 반대로 수증기는 원래의 수증기보다 냉각되어 나온다. 이것은 고온유체로부터 저온유체에 열이 이동하기 때문이다. 열교환기는 그 사용목적, 구조에 의해 다음과 같이 분류된다.*사용목적에 의한 분류- 열교환기 : 폐열의 회수를 목적으로 한다.- 냉각기 : 고온측 유체의 냉각을 목적으로 한다.- 가열기 : 저온측 유체의 가열을 목적으로 한다.- 응축기 : 증기의 응축을 목적으로 한다.- 증발기 : 저온측 유체의 증발을 목적으로 한다.*구조에 의한 분류: 다관식 열교환기, 이중관식 열교환기, 코일식 열교환기열교환기는 화학장치의 여러 가지 부분에 사용되고 있다. 열교환기는 플랜트에서 큰 열할을 완수하고 있으며, 일단 사고가 일어나면 혼란에 빠지거나 운전정지가 되기 때문에 각 방면에 주는 영향이 크다. 이러한 사고를 방지하기 위해 적절한 보수를 실시할 필요가 있다.2) 압축기 : 기체를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치로 컴프레서라고도 한다. 냉장고 안에 지그재그로 연결된 튜브 안의 냉매가 냉장실을 거치면서 낮은 압력의 기체로 변한 것을 높은 압력의 기체로 변환시켜 다시 응축기로 전달하는 냉장고의 주요한 기관 중 하나이다. 응축기->증발기->압축기->응축기로 순환되는 냉장고에서 압축기는 전기모터로 되어있으며, 낮은 압력의 기체상태인 냉매를 압축하기 위해선 이 전기모터가 작동하면 모터 돌아가는 “우웅~”하는 소음을 내면서 압력을 높여준다. 우리가 알고 있는 ‘냉장고 소리’는 전기에 의해 돌아가는 압축기의 모터소리이다. 앞축기는 유체를 압축하여 유체에 기계적 에너지를 가한다는 점에서 펌프의 원리와 기본적으로 같지만, 펌프는 액체를 압축하는 것이고 압축기는 기체에 압력을 가하여 압력과 속도를 변환시킨다는 점에서 펌프와 구별된다.3) 팽창밸브 : 응축기에서 응축 액화된 고온, 고압의 액체 냉매를 교축 작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압해주는 밸브이다. 또한 증발기에서 충분한 열을 흡수할 수 있는 적정한 냉매량을 조절 공급한다.*교축작용 : 유체가 아주 좁은 관을 지날 때 압력이 떨어지는 현상.4) 4-way 밸브 : 4way valve는 기본적으로 고저압이 인가되지 않은 상태에서는 작동하지 않는다. 물론 방향을 조절하는 솔레노이드 밸브는 신호에 따라 작동하지만 실제 4way valve내의 방향변화는 없다. 다시말해 고저압이 인가되는 조건에서만 작동하도록 설계되어있다. 그림에서 보듯이 4way valve의 솔레노이드 밸브에는 세관이 A,B,C,D 부분과 연결되어 있다. 4way valve 몸통 내부에는 D라인을 기준으로 우측과 좌측라인 한 개만을 연결시킬 수 있는 크기의 캡이 있으며, 좌우측으로 움직이도록 설계되어 있다. 그림에서 A는 항상 고압측이고 D는 저압측이다. 사이클이 작동하는 상태에서 솔레노이드 밸브에 의해 세관 A&B, C&D가 연결되게 되면, 4way valve 몸체 내부는 B영역은 고압, C영역은 저압이 인가되어 위에서 언급하였던 캡은 압력차에 의해 C영역으로 밀착된다. 이때 4way valve내의 유로는 A-B,C-D가 된다. 반대로 세관 A&C,B&D가 연결되게 되면 유로는 A-C, B-D가 되어 사이클의 내부의 방향을 바꾸어준다.5) 모세관 : 직경이 0.8~2mm정도, 길이는 냉동장치의 용량, 운전조건, 냉매충전량 등에 따라 다르나 일반적으로 1m전후인 모세관으로서 냉동설비의 팽창밸브 역할을 한다. 소형 냉동장치, 즉 증발 부하가 적은데 사용하며, 가정용 냉장고나 창문형 에어컨 및 쇼 케이스 등에 많이 쓰인다.*모세관이 유량조절을 하는 원리 : 증발된 냉매가 발생하면 모세관의 저항이 증가하여 질량유량이 감소하고 응축기의 능력이 과다해져 액체 냉매를 생성하고 모세관의 저항이 작아지게 된다. 반대로 모세관의 저항이 작아지게 되면 질량유량이 증가하여 응축기의 능력부족으로 증기 상태가 생성되고 다시 모세관의 저항은 커지게 된다. 이러한 원리로 모세관이 유량을 조절하는 것이다.6) 냉동기 운전시 냉매 흐름 : 응축기->팽창밸브->증발기->압축기7) 열펌프 운전시 냉매 흐름 : 응축기 ->모세관->증발기->압축기8) 냉매유량계 : 유동중인 냉매의 양을 측정9) 수액기 : 응축기 출구 측 배관에 설치, 응축이 덜된 가스를 회수하는 역할(냉매액만 통과 시킴), 장치를 수리하거나 장기간 정지시키는 경우 냉매를 회수10) 필터드라이어 : 팽창밸브와 수액기 사이의 액관에 설치, 계통중의 이물질을 제거11) 액면계 : 응축기 출구 측에 설치, 냉매가 충분히 충전되었을 경우3. 실험 순서*냉동기 운전시1) 밸브를 조작한다.2) 배전반 스위치를 조작한다.3) 전원을 공급한다.4) 10분 이상 가동한다.5) 정상상태 도달 후 압력P _{1} ,P _{2} ,P _{3} ,P _{4}를 측정한다.6) 정상상태 도달 후 압력T _{1} ,T _{2} ,T _{3} ,T _{4}를 측정한다.7) 전원을 차단한다.*열펌프 운전시1) 밸브를 조작한다.2) 배전반 스위치를 조작한다.3) 전원을 공급한다.

공학/기술| 2014.05.04| 7페이지| 1,000원| 조회(324)

냉매, 열교환기, 성능, 냉동기, 열펌프, 압축기, 팽창밸브, 성적계수, p-h 선도, 4-way 밸브

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공기조화기 성능 실험

공기조화기 성능 실험*예비레포트1. 실험 목적1) 공기조화기를 직접 운전해 봄으로써 가습, 냉각 및 제습, 그리고 가열 구간에서의 공기의 상태변화를 이해한다.2) 가습기, 냉각기, 가열기의 효율을 산정한다.2. 실험 장치 구성1) 원심팬 : 송풍기의 주요한 두종류(하나는 축류 송풍기) 중의 일종. 날개차의 회전에 의해 공기를 날개차 안쪽에서 원심력으로 인해 원주방향으로 내보내는 기계. 팬과 블로워의 두 종류가 있으며, 전자는 압력 수주 350~400mm이하, 후자의 압력은 그 이상이다. 날개의 모양에 후곡형, 전곡형, 직선익형 등의 구별이 있다. 또 날개차의 지지 방법이나 구동방법에도 각종 종류가 있다.2) 가습기 : 물을 이용하여 실내의 습도를 일정하게 적정 습도로 유지시키는 전자제품. 실내의 공기는 적당한 습도(55%~60%정도)를 유지함으로써 호흡장애 및 질병을 예방할 수 있고, 건조한 계절이나 장소에서도 쾌적한 실내분위기를 유지할 수 있다. 전기에 의하여 깨끗한 물을 입자화하여 실내에 뿜어지게 하는 것이 가습기의 기본원리이다. 가습기의 종류는 흡입한 물을 원심력으로 날려서 부딪치게 하여 입자화하여 공기 중으로 내보내는 원심분무식, 전기회로에서 일정 주파수의 전기신호를 발생시켜 물속에 놓인 진동자의 크기가 변하면서 초음파를 발생시키면 물에 진동이 일어나 가는 안개를 송풍기로 내보내는 초음파 가습기, 히터나 전극봉으로 물을 가열시켜 증기를 발생시켜 내보내는 전열식 가습기, 젖은 필터로 공기가 통하게 하여 물을 증발시켜 내보내는 필터기화식 가습기, 그리고 물을 끓이기 때문에 세균살균효과가 우수한 전열식과 전력소모가 적어 경제적 부담이 적은 초음파식의 장점을 모아 만든 복합식 등이 있다. 초음파 가습기는 화상을 입을 염려는 없으나 실내에서 기화하여 실내온도를 낮추는 현상을 일으킨다. 살균기능이 없기 때문에 물을 자주 갈아주거나 필터를 청소해주어야 하며, 전열식 가습기에 비해 풍부한 가습량이 장점이다. 전열식 가습기는 물을 끓이는 점에서 세균살균효과가 우수하고, 중금속 등이 섞여 나오지 않는 장점이 있지만, 증기가 뿜어져 나오기 때문에 화상의 위험이 있고, 가습량이 풍부하지 못하며 전력소모가 많다는 단점이 있다. 자동습도조절기능 및 물 부족감지 기능 등이 달린 제품이 판매되고 있어 일정 습도를 유지할 수 있으며, 공기청정기능을 추가한 제품도 등장했다.3) 냉각기 : 도금액 등의 전해액을 냉각하기 위해서는 냉수를 이용하든지, 냉각기를 설치한다. 그림 (a)는, 수냉각기를 만들어 냉동기에 의해 물을 약 10℃ 정도로 냉각하고, 도금조 안의 열교환기로 보내, 전해액을 냉각하는 방식이다. 그림 (b)는, 냉수와 전해액과의 열교환을 전해조의 외부에서 행하는 방식이다. 열교환기의 재질은 스테인리스, 티탄, 탄탈, 지르코늄, 니오브 등이 사용된다.4) 가열기 : 석유·가스·석탄 등의 연소에 의해 얻어지는 열이나 전기·증기·온수 등의 발열을 이용하여 기체나 액체 및 기타 물질 등을 가열하기 위한 장치이다.5) 경사마노미터 : 수은주의 변위를 확대하여 읽을 수 있으므로 미차압을 계측할 때에 많이 쓰이며, 넓은 면적을 가진 용기와 그 바닥부분에 이어지는 유리관으로 마노미터를 구성하고, 유리관을 수직이 아니라 경사지게 위치시킨 형식이다.6) 오리피스 : 수조의 벽 또는 흐름을 막는 판에 구멍을 뚫어 물을 유출시킬 수 있게 한 유출구를 말한다. 오리피스의 입구와 출구의 유체의 압력차로 유량을 측정할 수가 있으므로 차압 유량계로 사용된다. 관내 오리피스일 때는 다음식으로 유량을 구한다.C : 유량 계수(0.6~0.8), A : 오리피스의 면적[㎡] ｇ : 중력 가속도(9.8)[m/s ^{2}] h : 오리피스 전후의 압력차(수주)[m]이다.3. 공기조화기의 여러 가지 종류(1) 유닛 공기 조화기 : 공기의 여과·냉각·송풍 외에 필요에 따라 가열과 가습기능을 갖는 기기를 유닛으로 1조의 상자 안에 조립하여 각 실내마다 설치한 것이다. 대규모일 경우 열원만 중앙에 설치하는 것, 창걸이 밀폐형 공기 조화기, 패키지형 공기 조화기, 팬 코일 유닛 등이 있다.(2) 패키지형 공기 조화기 : 개별식 공기 조화기의 일종. 압축기나 응축기, 공기 냉각기, 공기 여과기, 가열기, 송풍기, 제어 장치 등을 하나의 케이싱에 짜넣어 유닛으로 만든 공기 조화 장치를 말하며, 공냉식과 수냉식이 있다. 양산 방식에 의하여 제조되고, 조작이 간단하여 다루기 쉽다. 특히 소음 대책이 필요한 경우는 압축기나 응축기, 송풍기를 옥외에 분리하는 스플릿형도 있다. 주택과 사무실, 상점, 다방, 식당, 병원, 연구실 등에 널리 사용되고 있다.(3) 중앙식 공기 조화기 : 중앙식 공기 조화 방식을 사용하는 경우에 설치하는 공기 조화기를 말한다. 공기 조화 장치를 현장 공사에 따라 기계실 등에 일괄하여 설치하는 것과, 일정한 규격에 따라 유닛화하여 공장에서 제작되는 것으로 나누어진다. 전자는 치수나 능력 등 현장의 관계로 기제품을 이용할 수 없는 경우에 사용되며, 공장에서 제작하기는 불가능한 대용량의 것이 조립된다. 후자는 관리가 잘 베풀어진 제품을 얻을 수 있으며, 공기를 단축하고 설비비를 저렴하게 할 수 있다.(4) 멀티존 공기 조화기 : 1대의 공기 조화기로 실온이나 부하가 다른 다수의 방을 공기 조화할 때 방의 수만큼 다른 분출 온도의 공기를 송풍할 수 있는 공기 조화기. 각 실내의 현열 부하에 따라 냉풍과 온풍을 자동적으로 혼합 조절한다.(5) 리모트 콘덴서형 공기 조화기 : 실내에 압축기와 증발기를 설치하고 실외에 응축기를 분리하여 설치한 공기 조화기이다. 시공이 쉽고 실외장치는 가벼워 지붕 또는 벽면에 설치하며, 실내장치는 소음 때문에 바닥에만 설치한다.4. 실험 순서1) 가습기 내부에 물을 채우고 전원을 켠다.2) 송풍 팬을 작동시킨다.3) 냉각기 전원을 작동시킨다.4) 가습기 및 가열기 전원을 공급한다.5) 전체 시스템 10분이상 가동한다.6) 정상상태 도달후 A,B,C,D 위치에서 공기의 건,습구 온도를 측정한다.5. 실험이론1) 가습 구간(A->B구간)(1) 가습효율eta _{b} (%)eta _{b} = LEFT | {TRIANGLE H _{b}} over {Q _{b}} RIGHT | TIMES 100Q _{b} :`가습기`입력`전력량(kW)(2) 공기의 엔탈피 증가량TRIANGLE H _{b} (kW)TRIANGLE H _{b} =m _{a} (h _{B} -h _{A} )h _{A} :A`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kg)#h _{B} :`B`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kg)(3) 공기 유량m _{a} =0.0504 sqrt {{TRIANGLE z} over {v _{D}}}#0.0504`:`오리피스의`유량`환산`계수#TRIANGLE z`:`경사`마노미터의`눈금`차(mmH _{2} O)#v _{D} `:`오리피스`통과`비체적(m ^{3} /kgDA)#```````````````(D`지점에서의`습공기`비체적)2) 냉각 및 제습구간(B->C 구간)(1) 냉각효율eta _{c} (%)eta _{c} = LEFT | {TRIANGLE H _{c}} over {Q _{c}} RIGHT | TIMES 100Q _{c} :`냉각기`입력`전력량(kW)(2) 공기의 엔탈피 감소량TRIANGLE H _{c} (kW)TRIANGLE H _{c} =m _{a} (h _{B} -h _{C} )h _{B} :`B`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kgDA)#h _{C} :`C`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kgDA)3) 가열 구간(C->D구간)(1) 가열효율eta _{h} (%)eta _{h} = LEFT | {TRIANGLE H _{h}} over {Q _{h}} RIGHT | TIMES 100Q _{h} :`가열기`입력`전력량(kW)(2) 공기의 엔탈피 증가량TRIANGLE H _{h} (kW)TRIANGLE H _{h} =m _{a} (h _{D} -h _{C} )h _{C} :C`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kgDA)#h _{D} :`D`지점`습공기의`엔탈피(kJ/kgDA)6. 습공기 선도 사용방법습공기 선도에 나타나 있는 정보는 건구온도, 습구온도, 상대습도, 노점온도, 비체적, 절대습도, 엔탈피, 수증기 분압이며 오른쪽 세로축이 절대 습도와 수증기 분압이고 아래쪽 축이 건구 온도를 나타낸다. 이 실험에서는 건구온도와 습구온도를 측정했는데 이 둘만 알아도 나머지 상대습도, 노점온도, 비체적, 절대습도, 엔탈피, 수증기 분압을 모두 알 수 있다. 물론 그 어떤 두가지 정보만 알더라도 표에 주어진 다른 정보를 알아낼 수 있다. 왜냐하면 두가지 정보만 알아도 교점이 나타나고 그 교점에서 필요한 정보에 해당하는 값을 찾으면 되기 때문이다. 실험을 토대로 엔탈피와 비체적을 알아내려면 우선 아래축에서 해당되는 건구 온도에서 수직으로 선을 긋고 다음 해당 습구온도선을 따라 직선을 그어 건구온도의 수직선과 교차시킨다. 다음 이 점에서 등엔탈피선과 등비체적선의 기울기를 따라 직선을 그어 값을 알아내어 효율값을 구할 수 있다. 습공기 선도 판독시에는 다음과 같이 읽으면 되겠다.

공학/기술| 2014.05.04| 9페이지| 1,000원| 조회(557)

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