PIV (Particle Image Velocimetry)1. PIV의 원리유동입자들의 변위정보를 담고 있는 입자화상을 이용한 입자화상속도계측(Particle Image Velocimetry)기법이 개발되어 정성적인 순간 유동정보 뿐만 아니라 정량적인 속도장 정보를 제공하고 있다. 지난 10여년간 이와 같은 속도장 계측기술은 매우 빠른 속도로 발전하여 이제는 복잡한 비정상(unsteady), 난류운동(turbulent flow)의 유동구조를 높은 공간 분해능으로 정확히 해석하는 것도 가능하게 되었다.속도장 계측기법의 기본원리는 시간간격t 동안 움직인 tracer 입자들의 변위정보를 화상입력장치에 저장한 후, 디지털 화상처리기법을 이용하여 입자변위를 계측하고 시간간격 t 로 나누어 줌으로써 속도벡터를 추출하는 것이다.속도장 계측은 입자화상(particle image)을 취득, 속도벡터를 추출하고, 추출한 속도장 결과를 나타내는 3단계 과정으로 이루어진다. 입자화상을 취득하는 과정은 먼저 적절한 tracer입자를 선정하고, Cylindrical 렌즈를 이용하여 레이저 평면광을 만들어 계측하고자 하는 유동평면을 조사하게 한다.CCD카메라와 같은 화상입력장치를 평면광에 수직으로 설치하여 입자화상을 취득하게 된다. 입자화상 취득 시 tracer입자의 크기와 concentration, 카메라 노출시간, 시간 간격t등은 실험조건 및 사용하는 PIV 계측기법의 종류에 따라 다르게 설정하여야 한다.취득한 입자화상으로부터 속도벡터를 추출하는 과정은 입자변위를 어떻게 구하느냐에 따라 여러 가지 방법이 사용되고 있으며, 추출 algorithm도 다양하다. PIV 계측기법을 시간과 공간에 따라 급격하게 변화하는 난류유동에 적용하기 위해서는 계측오차가 적고 효율적인 속도취득algorithm의 개발과 더불어 난류 통계치를 구하는 데 들어가는 계산시간을 줄이려는 노력이 필요하다. 속도장 계측 결과에 들어 있는 error vector elimination routine도 속도벡터 추출과정에 포함된다.추출한 속도장 결과를 나타내는 후처리(post processing)과정에서는 순간 속도장 결과로부터 와도(vorticity)나 rate of strain, 난류 운동에너지와 같은 다양한 물리량 형태로 표현하기도 한다. 이밖에도 유체 유동에 관한 지배 방정식들을 활용하여 dissipation rate, 압력의 공간분포 등을 구할 수도 있다.미국과 일본과 같은 선진국에서도 입자화상계측기법에 관한 연구개발을 약 10여년 전부터 시작하였으며, 따라서 PIV 연구는 비교적 짧은 역사를 가지고 있다. 초기에는 주로 저속의 액체 유동에 대해 film camera를 이용한 광학적 속도장 계측기법을 적용하여 유동구조를 해석하였다. 그 동안 hardware측면에서 고해상도 CCD카메라와 PIV전용 펄스레이저를 도입하여 측정 가능한 속도 범위를 크게 확대시켰으며, software측면에서 효율적인 속도벡터 추출 algorithm과 pre-& post processing과정 개선에 전세계적으로 많은 노력을 기울여 왔다. 최근에는 속도장 계측의 정확도와 dynamic range가 크게 향상되어 고속의 난류유동 계측도 가능하게 되었다. 또한 Stereoscopic PIV나 Holographic PIV와 같은 3차원 속도장 측정기법에 대한 연구도 활발하다.이러한 화상처리를 이용한 PIV 측정기법은 점점 발달 되어가는 컴퓨터 및 화상처리 기술에 힘입어 장차 복잡한 열유동 문제의 규명 및 유동구조의 물리적 진단에 있어서 가장 효과적이고 강력한 계측방법이 될 것이다.2. PIV(Particle Image Velocimetry)를 이용한 유동 가시화 기법1) 개 요유동 가시화를 위해 눈에 잘 보이지 않는 유체 흐름중에 추적 입자를 넣고 적당한 조명을 가한되 가케라 등으로 순시 또는 시간평군의 유동장을 기록하여 유체역학적인 특성을 고찰하는 작업을 가시화(visualization)라고 부른다. 특히 최근에는 디지털 영상처리기법(digital image processing)은 컴퓨터를 비롯한 관련 하드웨어의 비약적인 발전과 더불어 수많은 적용례를 보이고 있다. 이와 같은 추이 속에서 유체의 기본물리량을 동시다점으로 계측할 수 있는 PIV(Particle Image Velocimetry, 입자영상유속계가 최근에 각광을 받고 있다. 이 방법은 원리적으로 3성분의 속도를 동시에 전영역에 걸쳐 연속으로 계측할 수가 있으며 이 값들을 NS(Navier-Stokes)방정식에 대입하여 압력구배항을 공간적분하면 벽면의 정압까지를 포함한 순시의 압력장을 구할 수가 있다. 또한 추적입자로서 온도감온 입자를 이용하면 공간의 온도분포까지도 동시에 구해진다. 이와 같이 PIV는 5종류의 기본물리량(u, v, w, p, t) 을 모두 한꺼번에 측정할 수 있음으로서 장래에는 전산유체역학에 대응할 수 있는 유일한 계측기법으로 인식되고 있다.그러나 PIV의 성능은 하드웨어의 면에서는 호스트컴퓨터의 대용량 고속연산기능에 의존하며 소프트웨어의 관점에서는 속도벡터의 추출알고리듬의 효율에 좌우되는 특성을 지니고 있다. 한편 디지털 영상처리분야는 컴퓨터 관련기술과 병행하여 급속하게 발달하여 왔으며 가시화에 관련된 연구자들이 이와 같은 기술을 적극적으로 수용하여 유동장의 영상처리를 신속하고도 정도높게 또한 경제적으로 행할 수 있게 되었다. 현재에는 레이저의 광학특성과 정지사진기법을 적용한 초기의 기법에서 크게 발전하여 고기능의 다양한 멀티미디어제품을 활용하여 PIV성능을 향상시킬 수 있는 단계에 와 있다.2) PIV의 분류 및 원리① PIV의 구분② 상호상관 PIV시간 해상도면에서 상호상관 PIV에 가장 적합한 선택은 우선 고속도 비디오카메라를 들 수가 있다. 여기에서는 카메라가 제공하는 기계적인 프레임수에 따라 공간해상도가 자동으로 설정되며 단지 충분한 조명이 필요하다. 그러나 현재의 고속도비디오 카메라는 일반적으로 공간해상도가 낮으며(최대 500×500 픽셀 수준) 풀사이즈에서 프레임수도 103머물고 있다. 이 때에 얻을 수 있는 최대 계측속도는 10m/sec전후라고 보여진다. 다음으로 선택할 수 있는 것이 레이저의 연속광을 단속적으로 절단(chopping)하여 짧은 펄스조명의 발생을 비디오의 동기신호와 연계시키는 방법이다. 여기에서는 비월주사방식(interlace scanning)의 비디오프레임(frame, 1/30초)의 두 피일드(odd 와 even field, 1/60초)에 임의의 미소 펄스폭과 간격을 갖는 펄스광을 연속적으로 발광시켜서 유동장의 영상을 비디오방식으로 저장하는 기법이다(그림3 참조). 크게 미캐니컬 쉳퍼(mechanical chopper)방식과 음향광의 회절원리를 이용한 음향광 조절기(Acoustic Optical Modulator, AOM)방식으로 대별할 수 있다. 이 방식으로 고출력의 연속광레이저와 고감도의 CCD카메라를 조합하면 약 100m/sec 까지의 속도계측이 가능하다.3) 시스템 구성① 영상의 입력 및 저장장치영상입력장치는 PIV의 속도추출기법에 따라서 결정되며 대표적인 입력장치로서 미캐니컬 스캐너, CCD 카메라, Hi-8mm Cam Coder, 고속도 비디오카메라 등이 있다. 입력신호의 종류는 NTSC Composite, S-VHS(Y/C) , RGB 등이 있다.
PIV를 이용한 실린더 내 유동 측정In-Cylinder Flow Measurement Using PIVABSTRACTA PIV (Particle Image Velocimetry) was applied to measure in-cylinder velocity field according to intake flow characteristics that were defined by steady flow bench. Two engines, one is conventional DOHC 4 valve and the other is high swirl lean combustion., were used to compare real swirl and tumble flow. Swirl and tumble ratios were also calculated from the velocity by momentum and energy method.The results show that the swirl flow patterns become more and more complicated as the measuring plane is far from the TDC and the tumble flow is more clearly observed under the one port deactivation condition. In high swirl condition, unexpected reverse tumble flow is observed during compression. The swirl ratio has higher value at BDC timing and the strength of tumble steadily decreases from the early stage of intake.주요기술용어 : PIV(Particle Image Velocimetry, 입자영상유속계), Swirl Ratio(와류비), Tumble Ratio(텀블비), Stratification(성층화), In-역할을 하는 엔진에서 이를 적용하여 유동과 연소 성능을 연관하여 파악하는 데는 한계가 있다.2),4)이에 반해 PIV(Particle Image Velocimetry)는 작은 규모의 난류를 포함한 미시적 관점의 유동 특성을 제공하지 못한다는 단점은 있으나 전체 유동장에 대한 정보의 제공이 가능하므로 거시적 유동이 중요한 역할을 하는 엔진의 연소 성능과 특성을 연관지어 파악하는 데는 훨씬 유효한 도구가 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 통상적인 엔진과 희박 연소를 위해 설계된 엔진에서 PIV를 통해 양자의 실린더 내 유동 특성을 비교하고자 한다.2. 실험장치2.1 PIV System유동 측정에 사용된 PIV 장치 구성은 Fig. 1에 나타내었다. 충분히 평균값으로 사용될 수 있는지 측정 횟수를 확인하기 위해 초기에는 10, 20, 30, 50, 100회의 반복 측정 데이터를 비교한 결과 10 회 측정도 충분히 평균값으로 사용될 수 있음을 확인하였다. 유동측정은 와류와 텀블을 모두 측정하였다.유속 측정에 사용된 입자는 SMD 30μm Lycopodium이며 사용된 레이저는 Double cavity Nd-Yag (200W, 532nm, Spectra-Physics)로 두 개의 sheet beam을 시간차를 두고 측정 부위에 조사한다. 조사된 레이저에 의한 산란광은 CCD 카메라(Kodak, 1Kx1K)로 촬영되어 PIV 처리기(Dantec)로 보내져 속도를 계산한다.속도는 상호상관법(cross-correlation)으로 처리기에서 구해져 평균값이 산출된다.( 32x32 pixel interrogation area, 25% overlap, and 5x5 averaging area)2.2 시험엔진시험에 사용된 엔진의 제원과 포트 특성을 Table 1에 나타내었다. 엔진 1은 통상의 상용 엔진이며 엔진 2는 희박 연소의 목적으로 특별히 제작된 엔진으로 한쪽 포트가 나선형으로 제작되어 와류 조절 밸브의 개폐에 의해 와류값 조정이 가능한 엔진이다.Fig. SchematicsDC - 77 mmRear Valve CenterCylinder CenterFront Valve Center측정시기60, 120, 180, 210, 240, 270, 300, 320(Intake ATDC)←Fig. PIV Measuring Plane2.3 측정 데이터의 처리측정된 데이터는 단순히 측정된 속도를 제시하는 것으로는 그 특성을 충분히 나타내기 어렵기 때문에 각 평면별로 그리고 각 시기 별로 실린더 내 와류 및 텀블비로 계산되어 비교되었다. 정상 유동 장치에서는 유동이 충분히 발달되고 안정된 위치에서 유동을 측정하므로 와류비와 텀블비는 통상 운동량의 비로 계산되어 제시된다. 그러나 복잡한 유동이 혼재하는 실제 실린더의 유동에서 운동량의 비로만 나타내면 왜곡된 유동 특성을 나타낼 수도 있으므로 본 논문에서는 운동량의 비와 병행하여 에너지의 비로도 나타내어 비교하였다.3. 결과 및 해석3.1 속도 유동장3.1.1 와류-통상엔진Fig. 3에 각 엔진의 시험 조건에 따른 와류 속도 측정 중 압축 초기인 흡입 ATDC 210 CA에서 각 측정 평면의 와류 측정치를 제시하였다.먼저 Eng.1의 두 포트를 모두 개방한 경우 실린더 상단의 유동(Fig. 3_ A1)은 두 포트로 유입된 와류 유동이 서로 충돌하는 형태를 나타낸다. 이어 실린더의 중간 면(Fig. 3_C1)에서는 두 유동의 충돌에 의해 몇 개의 작은 와류들이 생성되어 있고 실린더의 바닥(Fig. 3_D1)에서는 와류의 성분으로 보여지는 것은 없고 전체적으로 포트 쪽으로의 유동이 형성되고 있음을 알 수 있다. 이러한 바닥 면에서의 유동은 유동이 피스톤과 충돌하면서 큰 규모의 텀블 유동이 생성되기 때문인 것으로 판단된다.한 쪽 포트를 막고 약한 와류 유동을 준 경우 실린더 상부에서는 전형적인 와류 유동의 형태를 나타내고 있다.(Fig. 3_A2, B2) 그러나 실린더의 중간 면에서는 좌하방에 또 다른 작은 와류가 생성되고 있음을 알 수 있다.(Fig. 3_C2) 실린더의 바닥 면에서는 두 밸브를 동시에 개면에 존재한다. (Fig. 3_A4, B4, C4) 다만 이들 와류가 잘 정돈된 상태로 존재하지 않고 전체적으로는 와류의 형태이나 국부적으로 매우 복잡한 유동을 보여주고 있다. 특이한 것은 피스톤의 바닥 면에서 지배적 유동의 형태가 나타나지 않고 매우 불규칙한 형태의 유동이 나타나는데 이는 강한 와류가 피스톤과 충돌하여도 파괴되지 않은 채 남아 텀블 유동과 복잡하게 상호 작용하여 나타난 결과로 사료된다.(Fig. 3_D4)3.1.3 텀블-통상엔진Fig. 4에 각 시험 조건에 따른 텀블 속도 측정 중 실린더의 중심 면의 속도장을 크랭크 각에 따라 나타내었다. 그림에서 좌측이 흡입 밸브가 있는 위치이다.먼저 Eng.1 두 포트 동시 개방의 경우 흡입 초기 유동은 연소실의 중심 즉 흡입 밸브의 상면을 따르는 유동과 실린더 벽에 인접하여 밸브의 하면을 따르는 유동(그림의 좌측)이 비슷한 강도로 유입된다. 헤드 측 연소실의 면을 타고 들어오는 유동은 아직 실린더 평면에서 강하게 관찰되지 않는다.(Fig. 4_A1) 시간이 경과하면 점차 실린더 중심을 따르는 유동과 헤드의 연소실 벽을 타고 넘어오는 유동이 강해져서(Fig. 4_B1) 결국 텀블 유동의 형태를 띤다.(Fig. 4_C1). 이 텀블 유동은 압축 과정 중에도 계속 일정한 형태를 유지하고 있으나 압축이 진행되면서 급격히 약해짐을 알 수 있다.(Fig. 4_D1～H1)한 쪽 포트만 사용한 경우(Fig. 4_A2～H2) 흡입 초기의 유동은 두 포트를 모두 사용한 경우와 유사하나 밸브의 반대 쪽 유동이 상대적으로 더 강하게 나타난다.(Fig. 4_A2) 이는 기본적으로 한 포트를 차단함으로써 유효 오리피스 면적의 감소에 다른 속도 증가 효과로 판단된다. 이러한 상태는 흡입 중 지속되고(Fig. 4_B2) 하사점에 이르러서는 실린더 내에 커다란 텀블을 형성한다.(Fig. 4_C2) 압축 과정 중에도 이 텀블은 계속 유지되고 있으나 두 포트의 경우와 마찬가지로 그 강도는 매우 약해져 있다.(Fig. 4_D2～H2) 그리비교적 강하게 남아 있다는 것을 관찰할 수 있다.(Fig. 4_G3, H3)Eng.2에서 나선형 포트만 사용한 경우는 다른 경우에 비해 매우 특이한 유동 형태를 보여준다. 흡입 초기부터 텀블 면의 유동은 실린더 중심에서 밖으로 나가는 쪽으로 형성되고 있다.(Fig. 4_A4) 이것은 실제 강한 텀블의 유입에 의해서라기보다 강한 와류가 생성되면서 경사진 와류 유동의 축방향 성분이 텀블 면에서 관측된 결과로 사료된다.흡입이 조금 더 진행되면 유동은 축방향을 따라 진행하는데 이 역시 와류 유동이 피스톤의 하강에 따라 같이 내려가면서 관찰된 것으로 판단된다. 이때 속도장이 빠른 유속을 지닌 부분과 느린 부분으로 확연히 구분된다.(Fig. 4_B4) 이것은 Eng.1 한 포트 사용(Fig. 4_B2)과 유사한데 이 경계면이 유동이 진행한 위치를 보여주는 것으로 판단되며 축방향의 진행거리가 다른 경우에 비해 크게 줄어들고 있음을 볼 수 있다. 이 경계면은 실린더 단면에서 약간 경사져 있음을 볼 수 있는데 이것은 경사 와류(inclined swirl)가 생성됨을 나타내고 있다. 이 경사각은 Eng.1에 비해 약간 작은데 그 이유는 흡입 유동이 주로 축방향의 진행보다는 와류 유동을 추종하기 때문으로 판단되며 와류값이 클수록 경사각이 줄어듦을 보여준다.Fig. Velocity Field of Tumble Flow (A) : 60 ATDC, (B) : 120, (C) : 180, (D) : 210, (E) : 240, (F) : 2700, (G) : 300, (H) : 330,하사점에서 유동장은 매우 복잡한 형태를 띠는데 여러 개의 텀블 성분이 나타나고 우상면에서는 역 텀블도 발생하고 있다.(Fig. 4_C4) 이것은 강한 와류로 인해 피스톤이 하강함에도 불구하고 축방향으로 충분히 진행하지 못한 유동이 피스톤의 하강 속도가 느려지고 정지할 때 흡입 중 진행하지 못한 공간으로 관성에 의해 진입을 계속하기 때문에 발생한 것으로 판단된다.압축 진행에 따라 산재해 있던 텀블은 서서히 있다.
이번에 나는 일산 킨텍스에서 하는 2008 국제 자동화 정밀기기전에 다녀왔다. 처음에는 별 기대 없이 갔었는데 평일인데도 불구하고 엄청난 사람들의 수와 자동화 정밀 기기에 대한 사람들의 관심이 나를 놀라게 했다. 또한 기계에 관한 전문적인 전시회에 처음가게 된 나는 그 규모와 그 곳에 있던 많은 전문가들과 그 분들이 개발하고 발전시킨 여러 가지 실용적인 기계들을 보면서 또 한 번 놀라게 되었다. 그 곳에서 우리는 여러 기업에서 전시하는 각종 기계들과 로봇 등을 보면서 이 기계공학이라는 분야가 결코 좁은 분야가 아니고 수많은 응용 분야가 있다는 것을 새삼 알게 되었다. 비철금속 가공용 CNC조각기, CNC라우터, CNC레이져 등을 전문적으로 생산해온 (주)한터테크놀러지에서는 얇은 두께의(≤10mm)마일드스틸, 알루미늄, 갤보, 스테인레스 스틸 등의 형상절단을 정확하고 빠르게 작업할 수 있는 고정밀 CNC플라즈마를 선보인다. 그동안 축적된 4×8사이즈 CNC조각기 및 주문형 CNC라우터 기술과 사용자의 편의성이 증대된 자체개발 모션 컨트롤러로 호평을 받아온 기술을 CNC플라즈마에 그대로 적용하였다.[이번 전시회에 출품하는 플라즈마의 가장 큰 특징]-Trace Unit 장치적용으로 고품질 절단 실현특히 얇은 소재 가공시 소재의 휨 및 열변형을 최소화하여 고품질 절단면과output이 가능하게 하는 특수 장치를 부착하였다.-특수 집진설계 및 편리한 집진기 적용간단하면서 강력한 집진을 할 수 있도록 특수 Gantry 집진설계를 적용해 연기 및 분진을 최적 처리하여 보다 깨끗한 작업장이 유지될 수 있도록 배려하였다.-호환성 높은 CAM Program을 통해 사용자의 편의성을 증대 하였다.한국게이츠의 동력 전달 벨트한국게이츠는 차량용 및 산업용으로 적용할 수 있는 고무로 만들어진 동력전달장치인 EV벨트를 선보였다 한국게이츠의 동력전달장치인 EV벨트는 기존의 금속제 체인과 달리 고무로 만들어졌다 내구성은 금속제와 다를 바가 없으며 오히려 고무로 만들어진 만큼 경량화되어 기기의 부담을 줄여준다 또한 체인을 사용할 때 마찰을 줄이기 위한 윤활유를 발라줄 필요가 없어 환경 친화적인 제품이다.삼성 테크윈의 압축기삼성 테크윈은 항공기 엔진을 만드는 세계적 기술로 놀라운 성능의 공기압축기를 제공하고 있습니다. 최첨단기술로 만든 100% Oil-Free 공기압축기는Oil & Gas, Air Separation, 화학, 석유화학, 자동차, 조선, 철강, 유리, 금속, 전자 등 다양한 산업의 현장에 배치되어 호평 받고 있습니다.[ 제품의 특징 ]- 고효율의 임펠러, 폭넓은 운용범위 등을 통한 낮은 단위 유량당 전력소모량으로 매우 경제적- 4단계에 걸친 완벽한 실링 시스템으로 100% 순수한 Air를 공급- 모듈방식 설계의 쉽고, 빠른 정비 프로세스- 자동모니터링 기능의 오토메틱 제어시스템- 콤팩트 디자인의 세계최소 설치 공간- 신속한 24시간 A/S 체계의 독자적인 품질보증삼성 테크윈의 발전기삼성 테크윈의 발전설비는 다년간 축적된 항공기 가스터빈 생산 및 정비경험을 바탕으로 설계ㆍ제작되어 세계적으로 우수한 품질을 인정받고 있습니다. 또한 혁신적인 공학 기술, 정밀한 생산 기술 및 높은 신뢰를 통해 차별화된 효율성과 생산성을 갖춘 가스엔진 발전설비로 시장에 새로운 기준을 마련하고 있습니다.[ 제품의 특징 ]- CO₂, CO, NOx 와 같은 유해물질 배출량이 적은 친환경 발전 시스템- 분산발전을 통해 손실을 최소화시킨 고효율 시스템- 전기/열 공급 중단 위험 및 연료수입 의존도 감소- 발전설비의 다양성 확대로 경쟁력을 향상시켜 에너지시장의 다각화 증진터보 파워텍의 차세대 화력발전 터빈용 Diaphragm터보파워텍(주)은 1979년 주조 소재사업을 시작으로 30여년 동안 오로지 발전터빈 분야에 한길만을 걸어온 터빈 핵심부품 전문 제작업체이다.발전터빈은 크게 회전체(Rotor/Blade), 고정체(Diaphragm), 케이싱으로 구분되고, 그 중에 다이아프램은 Rotor와 Casing 사이에 조립되는 것으로 터빈효율에 가장 중요한장치로 터빈내부에 장착되어 유입되는 증기(열에너지)를 운동에너지로 변환하여 터빈 로터에 조립된 Blade를 회전시켜 전기에너지를 생산하게 하는 기능을 한다. 다이아프램은 크게 Outer Ring, Inner Web, Partition, Seal Ring으로 구성되어있다.[ 제품의 특징 ]-Square Bar 및 링밀 단조소재를 합금 원심주조 소재로 개발-일반 Box Type 열처리 방식에서 맞춤형 Bell Type 열처리 기술 개발-Partition 전체를 용접 방식에서 Dovetail 조립방식으로 개발-3배이상 향상된 납기, 경쟁력 있는 가격 달성-용접 변형을 제거함으로 높은 품질 및 효율 향상 달성하이젠모터의 삼상유도전동기하이젠모터 주식회사는 하이젠이 생산하는 등급의 산업용모터 국내 시장에서점유율 25%를 가진 모터전문 제작, 판매기업 입니다.[제품의 특징]-연속정격-200W~500kW(2P, 4P, 6P, 8Pole)-ULF 종절연시스템-Frame, E/B 주물적용-Horizontal/Flange Type-IEC/NEMA규격만족극동호이스트의 ELECTRIC CHAIN HOIST KD type극동호이스트는 설립 후 기술 축적과 꾸준한 품질개선으로 호이스트 산업분야에서 최고의제조업체가 되었으며 ISO 9001과 CE mark 획득과 함께 현재 30여 개국으로 수출하고 있다.[ KD-1 type ]저용량으로 설계된 KD-1 type 호이스트는 더욱 작고 미려한 몸체, 슬립클러치채용으로 완벽해진 안전성, 무결점을 실현한 극동의 미래형 제품으로 탁월한성능과 작업생산성 향상에 적합한 최고의 제품입니다.동도뉴텍의 SolidFlow / M-sens2(On-line 수분측정기)SolidFlow (마이크로파를 이용하여 실시간 연속적으로 온라인에서 분체의 유량을 측정)[제품의 특징]-모든 고체 분체를 측정-자유낙하 공압 이송라인에 적용-츨정물과의 직접접촉 없이 측정-설치용이-전세계 2,500대 시스템을 공급(성능검증된제품)-WR(독)의 고급 특허 기술 제품-적용분야 : 화학, 제철, 시멘트, 식품 등동도뉴텍의 M-sens2(On-line 수분측정기)[제품의 특징]-어떠한 형태의 분체도 측정가능-측정범위 : 01~80% 수분-온도보상 가능-설치용이-멀티형 센서 구성기능-간편한 조작 및 보정(calibration)-높은 내마모성(센서표면: 세라믹 재질)-스크류 컨베이어, 사이로, 호퍼사용-작업 공정에 방해 없이 측정록키의 디지털 도어록2008 신제품인 RCS-DCC3R은 기존 캐비넷 제품에 디지털 도어락 장치를 장착하여 사용자번호와 마스터 번호를 동시에 입력시켜 사용하며 귀중한 제품이나 고가 장비를 안전하게 보관하는 공구함입니다.[ 제품의 특징 ]-자동 장금 : 전 모델 기본 자동 잠김 기능 적용으로 사용의 편리성을 극대화시켰으며, 필요에 따라 손쉽게 수동 잠김 모드로 전환이 가능합니다.-건전지 교환시기 알람 : 건전지가 정상일 때는 버튼스위치를 눌렀을 때 한 번의 짧은 경보음이발생하지만 건전지의 접압이 낮으면 버튼스위치를 눌렀을 때 두 번의 짧은 경보음이 발생합니다.-편리한 비밀번호 기능 : 비밀번호를 사용자가 편리하게 4~10자리로 입력 사용자가 사용하기에 편리합니다.-야간조명 번호판 : 버튼 내 측에 있는 조명등이 켜짐으로서 야간에도 번호판을 누르기 쉽습니다.입체 코퍼레이션의 랩핑 머신(SUPER FINISHING MACHINE SFC-100)고정밀도의 연마 필름을 이용해 NC제어로 부품을 마무리하고 부분의 가공을 자동적으로 실시해 표면을 마무리하고 가공을 하는 다단계식 마무리 장비입니다. 50스텝/ch의 NC프로그램용량으로 최대 10ch까지 등록이 가능하며 연마 위치의 결정, 워크 변경 등 다품종 연마에도 프로그램으로 유연하게 대응할 수 있습니다 간단. 조작으로 원하는 조도의 균일한 마무리 정도를 얻을 수 있고 생산성도 크게 높일 수 있습니다 연마 장치와 모기계가 일체형으로, 조작이 용이하기 때문에 도입한 날로부터 본격 가동이 가능합니다.[ 슈퍼피니싱의 장점 및 특징 ]-항상 안전된 표면 마무리 연마 가능-연마물의 치수정밀도에 영향을 주지 않는 작업방식-가장 빠르고 깨끗한 정밀연마방식-간단한 작업으로 균일한 표면 마무리 가능-고능률로 장시간, 안전하게 실시할 수 있는 마무리 가공-기존 연마방식에 비해, 슈퍼피니싱은 일정한 속도에 전호, 좌우 및 회전속도로 거울같이 깨끗한 초정밀 연마 표면을 얻을 수 있는 차세대 초정밀연마방식-SF UNIT는 기존 사용 중인 선반, 연마기계 등 기타 어떠한 장비에도 간단히 장착하여 사용가능함으로 다양한 분야에 적용가능하이트롤의 차압식 유량계HFV 차압식 CONE-METER는 유체역학을 바탕으로 고장관념을 깨트린 새로운 발상의 전환으로 개발된 혁신적인 차압식 유량계이다. CONE-METER는 관로 중앙에 설치된 원추모양에서 발생한 차압을 측정하는 새로운 형태의 유량계로 압력손실이 적고, 넓은 측정범위에서 높은 신뢰성과 정확성을 갖는 유량계이다.[ 제품의 적용 ]-액체유량 측정 : 공업용수, 상수도, 원유 등 스러리가 없는 모든 액체-기체유량 측정 : 공기, 소화조 가스, 천연가스 (LNG)등 모든 기체
기업은 종교 단체나 가족처럼 공동체가 아니다. 기업은 이윤을 반드시 내야하는 조직이다. 따라서 건전한 노사 관계에서는 기업 설립 때와 마찬가지로 각자 긴장과 최선을 유도하는 시스템을 마련해야 할 것이다. 우리나라는 비약적인 성장을 하던 때와 달리 몇 년 전부터 경제성장이 잘 이루어 지지 않고 있는 상황이다. 이런 경제 성장은 국민 소득과 밀접한 관계가 있다. 따라서 경제 성장은 곧 국민 소득의 성장이라고도 할 수 있는데 국민 소득을 늘리기 위한 몇 가지 과제를 들어 볼 수 있다.◎서비스업의 고부가가치화우리나라 서비스 산업의 경쟁력이 갈수록 떨어지고 있다. 한국은행이 분석한 국제비교에 따르면 우리나라의 서비스업 생산성은 2004년 기준으로 미국의 73%에 불과하고 일본의 84%, 유럽 6개국 평균의 82%에 그친다는 것이다. 같은 시간 동안 일해도 다른 선진국에 비해 성과가 그만큼 적다는 말이다. 특히 충격적인 사실은 그나마 정보통신 서비스를 제외한 나머지 서비스업은 외환위기 이후 생산성 격차가 줄어들기는커녕 오히려 확대되고 있다는 점이다.반면에 이처럼 경쟁력이 떨어지는 서비스업에 종사하는 인력은 갈수록 늘어나고 있다. 지난해 말 현재 전체 취업자 2343만3000명 가운데 서비스업 취업자는 1756만9000명으로 74.9%를 차지했다고 한다. 사람들이 자꾸 서비스업에 몰리지만 생산성은 갈수록 떨어지는 형국이다. 이래서는 서비스업 종사자들의 삶의 질이 나아질 수도 없고, 괜찮은 일자리를 만들어 내기도 어렵다. 고용의 절대 다수를 차지하는 서비스업의 부진은 사회의 양극화 현상을 확대할 뿐만 아니라 전체 나라경제의 성장에도 걸림돌이 될 수 있다. 제조업이 포화상태에 이른 마당에 서비스업으로의 인구집중 추세를 되돌릴 수도 없기 때문에 결국은 서비스업 자체 내에서 해법을 찾을 수밖에 없을 것이다.우선 규제를 풀고 경쟁을 늘려 서비스업에 만연한 비효율성을 걷어내야 한다. 과밀 상태인 음식?숙박업의 구조조정도 필요할 것이다. 무엇보다 중요한 것은 고부가가치 분야를 집중적으로 육성하는 것이다. 우리가 강점이 있는 정보기술(IT)?생명공학(BT)?문화서비스업은 더욱 키우고, 국제수준에 못 미치는 교육?법률?금융서비스업은 개방을 통해 경쟁력을 높여야 한다.◎기업의 고용창출 능력강화와 국내투자의 확충외환위기 이후 한국경제의 고용창출력이 저하되었다. 산업별로 보면 제조업의 고용이 감소하고 서비스업도 도?소매업의 부진 등으로 인하여 고용창출이 급감하였고 직종별로 보면 상위 직종인 ‘정문가’와 하위 직종인 ‘단순노무 종사자’는 각각 큰 폭으로 증가하였으나 중간 직종에 해당하는 ‘기능원 및 관련 기능 종사자’는 자본집약적인 제조업을 중심으로 감소하였다고 한다.고용창출 저하의 원인으로는 성장잠재력의 고갈, 경제 주력산업의 고용유발 효과의 저하, 노동절약적인 산업구조로의 이행, 수출 산업의 높은 수입유발효과, 내수부분 침체의 장기화 등을 들 수 있는데 이러한 고용창출의 저하로 생기는 문제점 다음과 같다.1. 가계 근로 소득이 미흡해지고 이는 구매력 약화로 이어진다. 1995～2005년 동안 전체 일자리 수는 151만개가 증가했지만 대기업의 일자리 수는 오히려 72만개나 감소하였다고 한다. 또한 2인 이상 도시근로자의 실직 소득 증가율은 외환위기 이전인 1992～1996년의 기간 동안 연평균 7.6%에 달하였지만 2000년 이후에는 3.8%에 불과했다고 한다. 이와 같은 근로소득 확충 미흡으로 실질 가계지출 증가율도 감소하였다고 한다.2. 불안정 고용의 증가를 들 수 있는데 임시일용직 및 단기간 근로자의 비중이 증대하는 등 불안정 고용상태의 인구가 증가하여 질적인 고용수준이 더욱 악화 되었다.3. 로 상위 일자리와 하위 일자리에 비하여 중간 일자리의 창출이 상대적으로 부진하여 일자리의 양극화가 심화되는 것을 들 수 있다.4. 일자리 창출이 전체적으로 부진한 가운데 일자리의 질적 저하 및 양극화가 나타나면서 외환 위기이후 가계 근로소득이 큰 폭으로 감소하여 하위 소득계층의 가계 근로 소득의 증가세가 전체평균에 비하여 더욱 부진하여 계층간 근로소득의 양극화가 발생하게 되었다.?해결방안1. 가계소비 여력의 확충을 통한 내수시장의 육성-경제의 국내 소비 비중 확대 : 고용유발 효과가 높은 중소기업과 서비스업 등은 수출보다는 국내 소비 시장에 큰 비중을 두고 있으므로 국내 시장이 활성화되어야 큰 고용창출 효과를 거둘 수 있을 것이다. 제조업과 대기업 위주의 수출 산업은 고용유발 효과가 감소하고 있어 상대적으로 고용유발효과가 높은 내수 산업 부문이 경제에서 차지하는 비중을 확대할 필요가 있다.-가계 실질 가처분 소득 증진 : 가계부채의 규모가 크고 높은 주거비 등으로 인하여 경직적인 지출의 비중이 높아 가계에서 추가적인 소비 지출 여력이 충분하지 않은 상황인데 이러한 경직적인 지출의 비중을 줄이고 각종 세금의 부담을 완화하는 등 가계의 실질적인 가처분 소득을 증대시킨다면 소비 진작 및 내수 확대에 기여할 수 있을 것이다.2. 국내 투자 활성화를 통한 새로운 고용 기회 창출-기업 투자 활성화 : 규제완화 및 세제 정비 등을 투자활성화 정책을 통해 기업들이 자유롭게 새로운 사업을 벌이고 새로운 투자처를 발굴해 내는 것을 지원해야 한다.-외국인 투자 유치 : 외국인 투자 관련 규제 완화, 행정 절차 간소화 등 서비스의 강화시키고 또한 외국인의 국내 거주 및 경제 활동에 대한 각종 법률적 제약을 해소하여 외국기업의 투자를 유치하여 사회의 글로벌화를 진전시켜야 한다.3. 고부가가치 지식 서비스 산업의 육성-지식기반 서비스업 육성 : 앞에서도 말하였지만 서비스업 중에서도 교육, 의료, 문화, 금융 등 상대적으로 양질의 일자리를 제공 가능한 고부가가치 서비스 부문을 육성해야한다. 여전히 서비스업에서 미숙련 직종의 비중이 높아 고부가가치화가 부진하여 경제성장 및 고용의 질적 개선에 장애가 되고 있다. 서비스업이 전체 고용에서 차지하는 비중이 점점 커지고 있으므로, 서비스업 부문의 고부가가치화를 통한 혁신이 고용창출력의 질적인 개선을 위해 꼭 필요할 것이다.
열선풍속계(Hot-wire를 이용한 평균속도와 난류측정)1. 열선풍속계의 원리열선풍속계는 열전달의 원리에 의해 작동하는 것으로서 유체의 흐름 내에 전기적으로 가열된 선이 있을 때 유속에 따라 열전달량이 변하는 원리를 이용하는 것이다. 열선(Hot-wire)은 용도에 따라 다양한 외형을 지니게 되는데 가장 간단한 것은 두 개의 지지대 사이에 가는 금속선(텅스텐 혹은 백금, 두께: 2-20㎛)이 하나 위치하고 있는 I형 probe 이다. 유속에 따라 열전달량이 증감하고 그에 따라 열선의 온도가 변화하는데 속도가 증가하여 열선의 증가된 열전달량에 의해 온도가 감소하면 열선의 저항이 감소하며 속도가 감소하면 반대의 현상이 일어난다. 이러한 저항의 증가는 극히 미세한데 통상적으로 사용되는 열선풍속계는 이 미세한 저항변화를 브릿지 회로를 사용하여 측정 가능한 전압으로 증폭한다.1차원용 probe 2차원용 probe열선풍속계는 그 회로적 구성과 측정방법에 의하여 정전류법(constant current method)과 정온법(constant temperature method) 의 두 가지로 나뉠 수 있다. 정전류법은 열선에 일정한 전류를 가하고 열선의 온도변화에 의한 저항의 변화가 열선에 걸리는 전압의 변화를 일으켜 이를 측정하는 방법이다. 이에 대해 정온법은 브릿지 회로에 feedback을 가해 열선의 저항 및 온도가 항상 일정하게 유지된다. 이 때, 열선에 흐르는 전류 및 전압에 따른 속도에 따른 변화를 측정하는 방법으로 정전류법에 비하여 고주파수 응답특성이 우수하기 때문에 열선풍속계의 주종을 이루고 있다.열선이 유동장 내에 위치하면 열은 열선으로부터 유체로 전달된다. 열적 평형을 고려하면 열선으로부터의 열전달량 q는 열선에 흐르는 전류에 의한 발열량과 같다고 생각할 수 있다. 또한 열선으로부터의 열전달이 주로 대류에 의한 것이고 전도 및 복사에 의한 열전달은 무시할 수 있다고 가정하면 열전달량은 다음과 같이 쓸 수 있다.Nusselt number(),유체의 열전도도,열전달 계수,hot wire 의 직경,hot wire 의 표면적(),hot wire의 길이,hot wire 의 온도,유체의 온도유동장 안에 놓인 원통으로부터의 열전달에 관한 실험으로부터 Nusselt 수와 Reynolds 수() 사이에 다음과 같은 관계가 성립함이 알려져 있다.(은 상수)위의 두 식을 연립하면 hot wire의 전압와 유속사이에 다음과 같은 관계가 성립함을 알 수 있다.위의 식을 King의 법칙이라 하는데 A,B 등은 실험조건에 의하여 결정되는 상수이다. 일반적으로 열선풍속계는 주위의 여러 환경(유체의 온도, 열선의 온도, 유체의 물성, 전선의 접촉저항 등)에 민감하게 반응하므로 상수 A, B의 값을 사전에 이론적으로 결정하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 이미 속도를 알고 있는 유동 속에 열선을 위치시키고 열선의 전압을 측정하여 양자의 관계로부터 위 상수의 값을 실험적으로 결정하는 검정(calibration)과정이 항상 측정에 앞서 수행되어야 한다. 다음 그림은 전형적인 열선 풍속계의 검정곡선인 유속 대 전압의 관계를 보여준다. 열선풍속계는 기본적으로 열전달의 원리를 응용한 센서이기 때문에 일반적인 센서가 갖추어야 할 선형성(linearity)을 갖추지 못한다. 통상적으로 검정과정은 위치에 따라 균일한 유속분포를 갖는 유동장에 pitot 관과 열선을 놓고 pitot 관에서는 유속을 측정하면서 열선의 전압을 측정하고 유속을 변화시키는 과정을 거치게 된다.열선풍속계의 통상적인 주파수 대역은 DC ～100KHz 에 이르기 때문에 시간에 대하여 유속이 빠르게 변화하는 난류유동장의 속도측정에 널리 사용된다. 그 이유는 열선의 직경이 매우 작아서 외부 유동장의 변화에 민감하게 반응하기 때문인데, 이는 pitot 관에는 없는 열선풍속계의 장점이라 할 수 있다. 그 반면에 열선풍속계의 단점으로는 열선이 매우 가늘고 연약하여 파손되기 쉽고 유속측정의 선행단계로서의 검정과정이 필요하다는 것이다.그림1 열선풍속계의 특성2. 난류 유동에 대한 Reynolds decomposition난류 유동에서는 층류유동과는 달리 유체요소가 시간에 따라 불규칙적으로 움직인다. 즉, 난류유동의 속도는 시간평균부분과 변동부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있고 다음과 같이 나타낼 수 있다.평균치는 다음과 같이 정의된다.따라서의 정의로부터여기서 T는 U의 시간 의전성을 제거하기에 충분한 매우 긴 시간이다. 발달된 파이프 유동에서는 다음과 같다. 그러나 실제로 요동속도(fluctuation velocity)의 값은 0이 아니고 이 값이 난류의 특성을 좌우하므로 다음과 같은 방법으로 요동속도의 크기를 나타낸다.값을 RMS(Root Mean Square )라고 한다.3. 축대칭 난류제트제트의 대칭축 상에서 움직이도록 하면서 출구에서x=5D, 10D, 20D ,30D ,40D 에서의 속도를 측정한다. 제트 중심선에서의 속도와의 관계를 구한다.등에서 반경방향을 따라 중심에서 바깥으로 열선을 옮기면서 속도를 측정한다. 바깥으로 나가면서 유속이 점점 줄어들어서 속도가 0인 영역에 이르게 된다. 이 부분을 제트를 유동장을 둘러싸는 외부 영역이라 할 수 있다. 제트 유동의 경계를 정하기 위하여 제트의 폭을 통상적으로 유속이 중심선에서의 유속 의 1%가 되는 점 사이의 거리로 정의한다.Half width, b(x),는 중심선에서부터 유속이 중심선의 반이 되는 위치까지로 () 정의된다. 본 실험에서는 각각의 x 위치에서 제트 폭과 half width를 결정하기 위해 20등분을 해서 측정한다.그림2 축대칭 난류의 계략도4. 자료 획득 방법열선풍속계로부터 얻어지는 신호는 0-10Volt의 전압신호로 이를 유속으로 변환을 하여야 하는데 통상적으로 열선풍속계는 사용 직전 보정기(calibrator)를 통해 보정이 되므로 이 때 얻어진 보정 곡선을 이용한다. 아래 그림 3에 열선풍속계의 일반적인 출력 신호를 나타내었다.그림3 열선풍속계 출력 신호열선풍속계의 일반적인 보정 곡선은 유속과 전압의 관계가 선형적이지 못하고 다항 식 혹은 King's law를 따르는 곡선 형태를 나타낸다. 따라서 열선풍속계의 신호에 대한 모든 통계적 처리는 유속으로 변경을 시킨 이후에 수행하여야 올바른 결과를 얻을 수 있다.그림4 유속 신호의 샘플링 과정열선풍속계의 전압신호를 보정곡선을 이용해 유속 신호로 바꾼 다음에는 각종 통 계 처리 등을 위한 디지털화(digitizing) 즉, 샘플링 작업을 하여야 하는데 통상적으로 샘플링은 위의 그림 4와 같이 일정한 시간 간격 (Δt)으로 주어진 시간 T초 동안 이루어진다. 그런데 실질적으로 열선풍속계의 신호는 샘플링이 된 이후에 유속신호로 환산이 되기 때문에 샘플링 직전에 거쳐야 되는 필터링에 의한 속도 왜곡현상이 생길 수 있으므로 이는 풍속계 내부에 장착되어 있는 하드웨어를 조절하여 전압신호와 유속신호를 선형적인 관계로 바꾸어 주어야 한다.열선풍속계를 이용한 속도신호 획득에 있어서 가장 중요한 것 중의 한가지로 자료획득 속도와 자료획득 직전의 신호에 대한 필터링을 들 수 있다. 열선풍속계전압신호를 필터링하는 가장 큰 이유는 원치 않는 주파수 대역에서의 유동특성 제거와 샘플링 과정에 필연적으로 발생하는 앨리어싱(aliasing) 방지에 있다.우선 관찰하고자하는 유동장의 주파수 대역에 따른 필터사용으로 유동의 난류특성보다 평균거동에 더 관심이 있다면 저역통과필터low-pass filter)를 낮게 적용하여 난류성분을 걸러내고 평균 유동장을 자세히 관찰하면 된다. 그러나 열선풍속계는 대부분 난류성분을 더 자세히 관찰하고자하는 경우에 사용이 되므로 위에 설명한 필터설정보다는 높은 주파수에서 저역통과필터를 설정한다. 혹은 특정주파수만을 추출하기 위해서 대역통과필터(band-pass filter)를 사용하기도 한다. 아음속풍동을 이용한 난류 유동장 측정은 통상적으로 수kHz 정도의 저역통과필터면 난류특성을 관찰하는데 문제가 없는 것으로 알려져 있다.
PIV를 이용한 실린더 내 유동 측정
