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파이프의 종류와 제조방법 평가A+최고예요

목 차1. 파이프의 특성1)개요2. JIG 강관 규격 재료 분류 및 기호약어3. 강관1)개요2)탄소강 종류3)스테인레스 강4)합금관5)무계목강관4. 주철관1)개요2)주철관의 제조방법3)장점4)단점5)종류5. 구리관,황동관1)개요2)특성3)종류6. 비닐관1)개요2)제조공정3)특징4)종류7. 철근 콘크리트 관1)개요2)종류 및 제조공정8. 석면 시멘트관9. 도관1)개요2)장점3)단점1. 파이프의 특성1) 개요속이 빈 가늘고 긴 관 또는 튜브라고 한다. 파이프의 단면은 원형,각관,이형관 이 있다.주로 유체, 기체, 분체의 수송에 사용된다.파이프는 그 재질에 따라 금속관과 비금속관으로 나누어진다.금속관강관박판을 굽혀서 용접이나 단접 등으로 이은 이음매 있는 강관.봉재에서 압연하여 만든 이음매 없는 강관.주철관강관보다 무겁고 강도도 강관보다 약하지만, 값이 저렴하고 내식성이 좋으므로 수도,가스,배수 등 지중매설용으로 많이 사용된다.구리관내식성,가요성이 좋으므로 화학공업용 등에 사용된다. 또한 열전도가 좋으므로 보일러 및 열교환용으로도 사용된다.황동관구리관과 같은 성질이 있으므로 복수기,열교환기 등에 사용된다.알루미늄관가볍고 내식성도 뛰어나므로 항공기 등의 배관, 기타에 광범위하게 이용된다.연관구부리기 쉽고 내식성도 우수하므로 과거에는 수도관에 널리 사용되었으나 비닐관을 사용하기 시작하면서 수도용으로서의 사용은 감소하고 있다.비금속관비닐관가볍고 내식성도 좋고 접합하기도 쉽다. 점차 사용범위가 확대되고 있다.고무관무호스라고도 하며, 굴곡이 자유롭고 송수,살수 등에 사용된다.철근 콘크리트관흄관이라 하며, 상하수도용에 사용된다.석면슬레이트관에타닛 파이프라고 하며, 수도용 등에 사용된다.도관하수용에 사용된다.애관전기인입선 등의 절연용으로 사용된다.목관섬유기계용 등에 사용된다.규격명칭기호기호설명배관용 탄소강 강관SGPG:Gas P:Pipe보일러, 열 교환기용 탄소강 강관STBT:Tube B:Boiler보일러, 열 교환기용 합금강 강관STBAT:Tube B:Boiler A:Allo있으며 또한 녹이 슬지 않는정도에도 큰 차이가 있다. 현자 사용되는 스테인레스 강을 금속조직상 크게 분류하면마르텐사이트계, 오스테나이트계, 페라이트 계, 석출경화형, Duplex S/S 가 있다.(2) 스텐인레스 강의 일반적인 구분과 특성ㄱ) 마르텐사이트 (Martensite)상온에서 강자성을 보이며 일반적으로 내식성은 열위한 편이나 강도가 우수하여 고강도고주용관에 주로 이용된다. 고온에서는 안전한 오스테나이트 조직을 보유하며 공냉 또는유냉에 의해 마르텐사이트변태를 일으켜 상온에서 완전한 마르텐사이트 조직을 갖는다.대표강종 : SUS410기본조성 : 13% Cr특징 : 자성이 있고, 녹이 발생 할 수 있다.충격에 약하고 연신률이 작다.뛰어난 강도와 내 마모성이 있다.열처리에 의해 경화된다ㄴ) 오스테나이트 (Austenite)결정구조는 면심입방격자로 열처리에 의해서는 경화되지 않고 가공에 의해 경화되며조직은 상온과 고온에서 안전하게 존재하기 때문에 압연 중에 변태현상을 동반하지 않고비자성이다. 응력부식에 취약하며 항복강도가 낮은 특징이 있다.대표강종 : SUS304, SUS316기본조성 : 18% Cr - 8% Ni특징 : 자성이 없고, 뛰어난 내식성이 있다.충격에 강하고, 연신률이 크다.열처리에 의해 경화되지 않는다.Cr탄화물이 형성되는 예민화에 의해 고온 사용이 제한된다.ㄷ) 페라이트 (Ferrite)결정구조는 체심입방구조로 오스테나이트계에 스테인레스강보다 내식성을 약하지면 응력부식 균열에서 우수하다. 인성, 연성이 낮고 용접성이 불량하며 항복강도가 높다.대표강종 : SUS430기본조성 : 18% Cr특징 : 자성이 있다.충격에 약하고 연신률이 작다.용접구조물로 사용이 제한된다.열처리에 의해 경화되지 않는다.ㄹ) 석출경화형 스테인리스 (Precipitation Hardening)열처리 이후에 시효에 의해 Cu,Al,Ti,Nb 등의 금속간 화합물을 석출시켜 강도를 올린다대표강종 : SUS631기본조성 : 16% Cr - 7% Ni - 1% Al특징 : 자성이 형 내에 용탕을 넣고 300 ~ 3000rpm으로 회전시켜 원심력에 의하여 주형 내면에 압착 응고하도록 하여 관(pipe), cylinder liner, piston ring, brake ring, 차륜 등과 같은 중공주물을 얻는 주조법으로, 직경 3m, 길이 15m 까지의 치수를 갖는 주물을 얻을 수 있고, 벽두께는 2.5 ~ 125mm의 범위에 있다. 수도본관과 같이 굵고 긴 관을 외형만으로 주조하는 경우에는 수평보다 다소 경사진 외형을 원통축의 주위로 고속도로 회전시키면서 용융금속을 흘려보낸다. 이때 용융금속은 외형에 밀어붙여지면서 굳어지며 이 방법은 치밀한 주물관 및 이음매 없는 아연 도금 강관을 주조할 수 있다.- 장점1. core가 필요 없으며, 대량생산이 가능하다.2. 합금의 선택에 제한이 거의 없다.3. 큰 원심력의 작용하에서 응고하기 때문에 질이 치밀하고 강도가 크다.4. 기포, 용재의 개입이 적다.5. 탕구, 린스, 압탕이 필요없다.6. 응고중 수축을 억제하는 것이 없기 때문에 잔류응력이 거의 없다.7. 용융금속은 주형 내에 고속으로 유입분포되어 유동성 불량을 방지한다.8. 비중차이에 의하여 금속개재물의 분리 제거가 빨리 이루어진다.- 단점1. 주형을 회전시키기 위한 장치가 필요하다.2. 주물의 내측부에 불순물이 포함된다.ㄷ) 압출금속 및 합금의 각종 단면재, 관재를 얻을 때 소성이 큰 상태에서 빌릿을 컨테이너(chamber)에 넣고 램(ram)에 강력한 압력을 작용시켜 밀어내는 가공을 압출가공이라 한다. 압출이 되는 동안 die의 형상과 크기가 정해져 있으므로 제품의 단면은 일정하며 Al, Cu, Mg,Pb 등 재료의 거의 모든 단면재의 압출이 가능하다. 압출이 전에는 연질금속에 한정되었으나, 최근에는 각종 강재 및 특수강에도 적용된다. 압출에는 큰 압력이 필요하므로 일반적으로 열간압출(hot extrusion)을 시행하나, 연성이 큰 재료에 대하여는 냉간압출(cold extrusion)이 가능하다.- 특징1. 대형의 주괴를 수차에 걸쳐 압까지 제조되며, 표준길이는 4m, 5m, 6m의 3가지가 있다. 관의 인장강도는 420N/㎟{43kgf/㎟} 이상 연신율 10% 이상이다.수도용으로 사용하는 주철관은 주로 덕타일 주철관이 사용되며, 대부분 매설되어 사용되기 때문에 부식이 적고, 하중에 견딜 수 있는 강도와 유연성이 있어야 한다. 또한 수도용 주철관의 이음형식은 소켓이음에서 미캐니컬 이음이나 타이톤 이음(250mm이하의 소구경)으로 전환되었으며, 부식을 방지하기 위하여 모르타르 라이닝관이 채용되고 있다.2) 주철관의 제조방법먼저 선철, 고철, 코크스 등을 용선로 내에 장입한 후 용해해 용탕을 만든다. 여기에 마그네슘을 첨가하면 구상흑연주철이 만들어지는데 이는 뛰어난 인장강도와 연성을 가진다. 이 주철을 가지고 원심주조 공정에서 원심주조기의 몰드를 고속으로 회전시키면서 용탕을 주입해 덕타일 주철관으로 성형한다. 원심주조된 주철관은 열처리 공정을 통해 경한 성질에서 연성이 높은 덕타일 주철관으로 만들어지게 된다. 이렇게 생산된 관은 나관의 내면을 전처리해 에폭시 분체 도장하거나 시멘트 몰탈라이닝을 하고 외부 도장을 한 후 제조사, 제조일자 등 제품 정보를 마킹한 뒤 최종 제품으로 완성된다.3) 장점관로공사 시절관, 천공 등으로 발생하는 탈락품이나 잔재 등을 자원으로 재활용이 가능하므로 폐기물이 발생하지 않는다.관로사고 비율이 낮아 유지관리비 절감이 가능하며 내면 도장 방법, 호칭 두께, 이형관의 형태에 따라 규격품이 다양함으로서 경제적이고 합리적인 배관망을 구성한다.관의 열처리(Annealing)시 관의 외면을 보호하는 산화피막이 형성돼 부식을 방지할 수 있다.4) 단점관 내부 부식에 의한 녹물 발생한다. 이로인한 배관의 잦은 교체로 비용 증가한다. 또한 무거운 중량으로 운반 및 시공의 어려움이 있다. 이것으로 인하여 건축물의 품질저하 및 환경문제 유발한다.5) 종류두께에 따라 1종 관, 2종 관, 3종 관, 4종.이음방법에 따라 메커니컬 이음식(mechanical joint type), 케이피 메, 분산 조절제 등의 제거의 어려움이 있으며 연속 공정이 어렵다는 점이 있다.ㄴ) 유화유화 중합은 현탁중합과 용액중합과 마찬가지로 열전달 매체로 물을 사용하는 합성법이다. 물과 단량체 외에 수용성 개시제, 사슬이동제 및 유화제가 사용되는 방법이다. 단량체가 소수성이기 때문에 단량체 분자들은 물에서 방울을 형성하나 유화제에 의해 안정화 된다. 유화중합은 현탁중합과 같이 물을 사용하지만 중합개시제가 단량체에 용해되지 않고 물에 녹으며 현탁제 대신에 미셀을 형성하는 유화제가 사용되는 것이 차이점이다. 유화중합에 의한 PVC(E-PVC) 제조방법이 가장 오래 되었으나, PASTE APPLICATION을 위한 특수한 용도에만 적용된다.ㄷ) 괴상가장 간단하면서 순수한 중합체를 얻을 수 있는 중합법이다. 괴상중합에는 단량체, 개시제 그리고 분자량 조절을 위한 사슬이동제만이 사용된다.장점 : 반응기 단위부피당 생산 효율이 높고, 중합체를 용이하게 회수 할 수 있으며, 증류,추출 등의 정제과정을 거치지 않으므로 수율이 높고, 중합체 혼합물을 최종 제품으로 임의로 주형 중합 할 수 있다.단점 : 생성된 중합체는 덩어리 모양이므로 후처리의 어려움 때문에 반응 후의 모양과 사용제품의 모양이 다를 때 후처리의 어려움이 있다.사용될 제품의 모양이 모두 동일하지 않을 경우에는 공업적으로 잘 사용되지 않는다.괴상중합은 전체 단량체의 중합이 힘들기 때문에 잔유물이 남고, 중합열이 제거 되기 힘들다. 실제로 괴상중합시 중합열의 제거는 열확산을 용이하게하는 장치를 이용하거나, 중합의 단계를 나누어 저전환율로 행함으로써 개선할 수 있다.ㄹ) 용액용액중합은 유기용매나 물 중에서 중합을 행하는 것이다. 용매로 사용되는 액체는 개시제와 단량체를 모두 녹일수 있어야하고 사슬이동제의 역할을 할 수 있어야하며, 중합단계와 용매 회수단계를 위해서 녹는점과 끓는점을 가져야 합니다.장점 : 중합 중에 발생하는 중합열을 제거하기 비교적 쉽다.단점 : 보통 중합체의 모양은 액상 또는 중합체가 용매를 빨아들이기에 부다.

공학/기술| 2017.04.12| 20페이지| 3,300원| 조회(3,670)

Pipe, 파이프, 관, 강관, 주철관, 콘크리트관, 구리관, 비닐관

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인장실험 평가A+최고예요

인 장 실 험1. SM 45C2. 실험 결과비열처리 시편▷ 항복응력sigma _{Y} = {P _{Y}} over {A _{0 _{1}}} = {12550} over {153.938} =81.526```kgf/mm ^{2}0.002``offset해석##Strain` image `16.63%`#Stress`= {81.44+81.48} over {2} =81.46`kg _{f} /mm ^{2}##THEREFORE `항복응력`=81.46`kg _{f} /mm ^{2} `▷ 최대인장응력sigma _{max} = {P _{max}} over {A _{0 _{1}}} = {13375} over {153.938} =86.88kgf/mm ^{2}##THEREFORE 최대인장응력=86.88kgf/mm ^{2}▷ 파단응력sigma = {P _{e}} over {A _{0 _{1}}} = {11843.75} over {153.938} =76.94``kgf/mm ^{2}##THEREFORE 파단응력=76.94``kgf/mm ^{2}▷ 탄성계수 : 항복응력 :81.46`kg _{f} /mm ^{2}E= {sigma } over {varepsilon } = {81.46} over {0.1663} =489.83764kgf/mm ^{2}##THEREFORE탄성계수=489.83764kgf/mm ^{2}열처리 시편▷ 상항복응력sigma _{Y1} = {P _{Y1}} over {A _{0 _{2}}} = {5575} over {153.938} =36.216`kgf/mm ^{2}#Strain` image `8.813%`#Stress`=36.216`kg _{f} /mm ^{2}##THEREFORE `상항복응력`=36.216`kg _{f} /mm ^{2} `▷ 하항복응력sigma _{Y2} = {P _{Y2}} over {A _{0 _{2}}} = {5156.25} over {153.938} =33.496`kgf/mm ^{2}#Strain` image `9.54%`#Stress`=33.496`kg _{f} /mm ^{2}##THEREFORE `상항복응력`=33.496`kg _{f} /mm ^{2} `▷ 파단응력sigma = {P _{e}} over {A _{0 _{2}}} = {7568.75} over {153.938} =49.167kgf/mm ^{2}##THEREFORE 파단응력=49.167kg _{f} /mm ^{2}▷ 탄성계수 : 상항복점 응력 기준 :36.216kg _{f} /mm ^{2}E= {sigma } over {varepsilon } = {36.21588} over {0.08813} =410.937kgf/mm ^{2}##THEREFORE 탄성계수`=410.937kgf/mm ^{2} `3. 고찰지난 주 경도 실험을 통하여 어닐링 열처리된 시편은 경도를 줄인다는 것을 알았다. 이번 주 실험에서는 어닐링 열처리된 시편은 연성을 증가시킨다는 것을 알았다. 기계공학실험을 계속 하면서 이론으로만 배우고 책에서만 보던 것들을 직접 실험을 하고 눈으로 확인 할 수 있다는 것이 좋은 것 같다. 이번 실험을 하는데 SM45C가 파단 될 때 큰 소리가 나면서 깜짝 놀랐었는데, 그게 강도가 강해져서 그런 거라고 하셨다. 그리고 이번 열처리가 풀림이라고 하였는데 열처리 풀림에 대해서도 찾아 보았다. 어닐링 풀림은 충분히 확산할 수 있을 정도의 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하는 처리를 일컫는 말로, 재료를 평형상태도에 나타난 그대로의 안정상태로 만들기 위한 처리방법이다. ‘어닐링’이라고도 하는데, 이전에는 ‘소둔’(燒鈍)이라고 하였다. 상변화(相變化)가 온도의 오르내림에 따라 일어나는 재료에서는 충분한 시간에 걸쳐서 천천히 냉각시킴으로서 상태도에 나타난 것만큼의 변화를 전부 완료시켜서 안정된 평형상태로 한다. 고온상태에서 천천히 식혀서 확산에 의해 각 온도에서 평형상태를 그 때마다 잡으면서 냉각될 수 있는 시간을 준다. 이 밖에 가공 ·주조 ·조사(照射) 등에 의해 변형이 생기거나 격자결함(格子缺陷)이 생겨서 굳은 결정고체에서는 그 속에서 주체가 되는 성분의 원자가 충분히 확산해서 움직일 수 있는 온도, 즉 재결정(再結晶)온도 이상으로 적당한 시간 가열해서 목적을 달성한다.풀림하여 얻을 수 있는 상태는 그 재료에 있어서 가장 부드러운 상태일 때가 많으므로, 풀림이라는 말에는 가장 연한 상태를 얻는 열처리 조작이라는 느낌이 내포되어 있다. 이 때문에 석출경화형(析出硬化型) 합금인 베릴륨 구리에서는 완전히 고용(固溶)되는 온도까지 가열해서 급랭하여, 과포화고용체(過飽和固溶體)를 얻으면, 그 합금에서의 가장 연한 상태가 되기 때문에, 이 조작을 용체화(溶體化) 담금질, 또는 용체화 풀림(solution annealing)이라고도 한다.

공학/기술| 2016.11.01| 5페이지| 1,000원| 조회(355)

인장실험, 인장, sm45c

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< 보일러 열정산 실험 >1.기초이론1) 보일러의 개요 (보일러의 구조)보일러(boiler, steam generator)는 밀폐된 용기안의 물을 연료의 연소에서 발생하는 열로 가열하여 고온, 고압의 증기를 발생시키는 장치이다.보일러를 구성하는 3대요소로는 ①보일러본체 ②연소장치 ③ 부속설비 등이다.1. 보일러 본체(boiler proper)연소실에서 발생된 열을 받아 그 속의 물을 가열 또는 증발시킴으로써 온수 또는 증기를 발생시키는 부분이며, 통으로 되어 있는 것과 다수의 수관과 드럼으로 구성되어 있는 것이 있다. 보일러본체의 2/3~4/5는 물이 차 있는데, 그 부분을 수실이라 하고, 그 나머지에는 포화증기가 차 있는데, 그 부분을 증기실이라고 하며, 물과 증기의 경계면을 수면이라고 한다.2. 연소장치(combustion equipment)연소장치는 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 장치를 말하며 연료의 종류에 따라 달라지는데 액체연료, 기체연료 및 미분탄에는 버너가 사용되고, 고체연료(석탄 등)에는 화격자가 사용된다. 연소실은 버너로부터 공급된 연료나 화격자 위에 보내진 연료를 신속하게 착화, 연소시켜 발생되는 가연성가스와 공기와의 혼합접촉을 양호하게 하여 연소를 진행시키는 부분으로, 보일러본체와 일체로 구성되는 경우가 많다. 연소실에서 발생한 연소가스를 연돌(굴뚝)로 내 보낼때까지의 통로를 연도라 한다.3. 부속설비(attachment equipment)보일러를 안전하게 경제적으로 운전하기 위해서 다음과 같은 부속품과 부속장치가 필요하다.① 지시계통 : 보일러의 운전중 보유하는 유체의 상태를 게측하는 압력계, 수면계, 수고계, 온도계, 증기량계, 급수ㆍ급유량계, CO측정기,통풍계 증② 송기계통 : 본체 내부에 발생된 증기를 취출하여 각 증기 소비처로 공급하는 것으로 비수방지관, 기수분리기, 주증기밸브, 감압밸브, 증기헤더, 증기트랩, 신축장치 등③ 안전계통 : 보일러의 안전운전과 폭발을 방지하기 위한 것으로 안전밸브, 방출밸브, 방출관 저수위 제한기,압력제한기, 화염검출기, 전자밸브, 발폭문, 가용전 등④ 급수계통 : 응축수 탱크, 급수탱크, 급수펌프, 체크밸브, 급수내관 등⑤ 분출계통 : 분출관, 분출콕, 분출밸브 등⑥ 연소장치 계통 : 연소실, 화격지, 스토커, 연도 및 연돌(굴뚝)⑦ 연료공급 계통 :중유저장 탱크 송유관, 여과기, 기어펌프, 서비스 탱크, 오일프리히터, 유압 플런저 펌프 등⑧ 통풍계통 : 송풍기, 1,2 차 배기댐퍼, 연도, 연돌, 통풍계 등⑨ 폐열 회수계통 : 보일러의 효율을 높이는 장치로서 과열기, 재열기, 절탄기, 공기예열기 등이 있다.⑩ 청정처리계통 : 급수연화 처리장치, 여과기, 슈트 블로어, 재처리장치, 집진장치, 튜브클리너, 와이어브러시, 스크랩퍼 등이 있다.2) 보일러의 열정산( heat balance )열정산이란 열사용 기자재에 있어서 투입한 열량과 그에 의하여 실제로 사용한 열량과의 균형, 즉 입열과 출열의 관계를 구하는 것을 의미한다. 열정산을 함으로 인해 열관리를 촉진시킴과 동시에 열손실을 줄여 연료의 절약을 꾀할수 잇다.1) 입출열법대부분의 업체나 보일러 운전자들이 이용하고 있는 효율산출법으로서 보일러내에 입열과 유효출열의 비를 가지고 측정한다.효율 =유효출열/입 열×100(%)위의 측정방법은 정확한 효율평가가 가능하나 다음과 같은 단점이 있다.가) 많은 계측장비가 필요하다.(유량, 수량, 건도)나) 많은 계측인력과 시간이 소요된다.다) 사용하는 각 장치가 정확해야 한다.2) 손실법보일러의 배가스 손실율(온도 및 공기비)만을 산출하여 유효열 효율(%)을 측정하는 방법이며계측장치, 계측인력 및 시간등이 입출열법보다 유리하다.효율 = 1 -유효출열/입 열×100(%)손실법 이용에서 유의할 점은 배가스 O2 농도 계측시(공기비)에는 바카라치 매연농도가No.3 이하에서 측정해야 한다.3) 보일러의 효율연소실에서 연료가 연소해서 발생했을 때의 총 입열량에 대한 발생 증기가 흡수한 총열량의 백분율로서 표시하는데 그 공식은 다음과 같다.보일러효율~=~ {G_a (h_2 - h_1 )} over {G_f times (h_l +공기가한일+연료가한일)}~(1) 연소효율실제로 연소를 하여 발생한 열량 값으로서 이것은 완전 연소시 열량값에서 미연분.불완전 연소에 의한 손실량 값을 제외한 열량값이라 할 수 있다. 즉,연소효율~=~ {G_f} over {G_f times h_l }times ~100 (%)~Q_f~=~ {G_f times h_l }(미연분에 의한 손실량 +불완전연소에 의한 손실량)(2) 전열효율전열효율~=~ {G_a (h_2 -h_1)} over {Q_f }times ~100 (%)~실제로 연료가 연소해서 발생한 열량 중 (Q_f) 발생증기가 흡수한열량(유효열)의 배분이다.∴ 보일러 효율 = 연소효율 × 전열효율(3) 열정산에 의해서 보일러 효율을 구하는 식① 입. 출열법에의한 보일러 효율 식 :보일러효율~=~ {유효출열} over {총입열 }times ~100 (%)~② 열손실법에 의한 보일러 효율 식 :보일러효율~=~ {총입열-손실출열합계} over {총입열 }times ~100 (%)~입출열 법과 열손실 법의 차이는 입출열법은 유효 출열만을 계산하여 보일러 효율을 구하였고,열손실법은 손실 출열량 즉, 미연분에 의한손실, 불완전 연소에 의한, 배가스에 의한 손실,방산손실 등의 양을 구하여 간접적으로 유효 출열량 값을 구하여 효율을 구한 것이다.* 유효출열 = 총입열 - 손실출열합계-Data sheet-NotimepressureT _{i`n}T _{o`ut,1}T _{o`ut,2}T _{ou`t}m _{w}m _{f}141.682.*************4041.68269.302.*************069.302.계 산Q_W ~=~m_W (h_out - h_{i n}` ) ~+~m_s` (u_2 -u_1 )=~m_W `C_{P`water} (100 - T_{i n}` ) ~+~m_W` C_{P`steam} (T_out -100 )+m_W` h_fg정상상태( T_1 =T_2 )라 가정,m_s`C_p`(`T_2`-`T_1`)는 무시한다.rm Q_F ~ =~ m_F ~ × ~q_L~η (열효율)~=~ Q_W over Q_F ~(1 { m}^{ 3} = { 10}^{ 6} cc1kcal=4.184kJ)▷ 1번 실험123℃일때h_fg는 523.8Q _{W~1} =40 TIMES 0.998 TIMES (100-20)+40 TIMES 0.441 TIMES (123-100)+40 TIMES 523.8=24575.32q_L = q_H - 600(9h+W)(q_H= 등유 : 약 10500 kcal/kg , 등유의 밀도 0.8059)=10500-600(9 TIMES 0.14+0)=9744`kcal/kgQ _{F1} =41.68 TIMES 9744=406129.92열효율(eta) ``= ``(관수의 열 흡수량)/(연료의 공급열)"="Q_W ~/ Q_Feta _{1} "="~ {24575.32} over {406127.92} =0.061 ∴eta _1"="6.10%▷ 2번 실험124℃일때h_fg는 523.3Q _{W~2} =60 TIMES 0.998 TIMES (100-21)+60 TIMES 0.441 TIMES (124-100)+60 TIMES 523.3=36763.56Q _{F2} =69.30 TIMES 9744=675259.2열효율(eta) ``= ``(관수의 열 흡수량)/(연료의 공급열)"="Q_W ~/ Q_Feta _{2} "= "{36763.56} over {675259.2} =0.054 ∴eta _{2} "="5.44%< 1과 2번 실험 열효율 비교 >3. 고 찰이번 보일러 열정산 실험은 보일러를 작동시켜 연료 소모량과 획득된 열량을 측정하고 보일러의 열효율을 계산하는 실험이다. 이번 실험에 효율이 6.1%와 5.44%로 비슷하게 나왔는데 이 실험값으로 나온 열효율은 실제 효율과 틀릴 거라고 생각이 든다. 이번실험에 물의 양을 체크하는 담당을 하였는데 , 물의 양을 체크하는데 물이 비커로 떨어져서 물이 흔들리게 되어 물의 양 체크를 하는데 오차가 생겼을 거라 생각을 한다. 크게 차이가 나지는 않겠지만 물의 양에서부터 오차가 생겼을 것이다. 그리고 기계가 아닌 사람들이 한 거라 정확하게 측정치를 잡을 수 없는 한계도 있을 것이다. 오차가 생기기는 했지만 이번 실험을 통해 열효율이 어떻게 나오는 것인지에 대해 알고 식으로만 볼 수 있는 것을 실험을 통하여 보니 더욱 좋았던거 같다.4. 보일러의 효율 향상 방안? 모든 보일러의 굴뚝은 개방되어있어서 기온이 급격히 떨어지면 찬 공기가 흡입되며 빗물 과 태풍시 바람이 들어가 보일러 본체 온도를 떨어지게 하여 연료 소비를 증가시킨다. 따라서 굴뚝에 Check밸브를 부착하여 보일러 연소 때 배기가스 압력으로 Check밸 브가 열리고, 연소가 중지되면 자동으로 닫히게 되어 보일러본체온도가 장시간 유지된 다. 따라서 열료 절감도 되고 열효율 향상도 된다? 연료의 완전연소를 위해, 분순물이 적은 연료를 사용하고, 공기와의 조합이 잘되게 하며, 연소의 필요한 시간보다 노내체류시간을 더 늘려준다.? 보일러의 관등에서의 압력손실이 없도록 노화나 부식을 방지한다.? 배기가스의 손실을 줄이기 위해 배기가스 통로 중에 공기예열기를 부착하여 배기가스 온도를 대기온도까지 낮춘다.? 물이 통과하는 관의 표면적을 최대한 넓게 함으로써 열 흡수량을 증가시키고 물의 불순물을 줄여서 불순물로 인한 보일러의 포말층 증가, 관석, 과열, 부식을 최소한 줄 인다. 또한 분순물이 쌓이지 않도록 정기적으로 청소를 해준다.? 보일러 표면을 통한 방열손실 최소화하기 위해 보일러의 연소실의 노벽은 내부에서 발생된 열을 외부로 손실되는 것을 방지하는 방열구조로 설계한다.< 건도 실험 >1. 기초 이론분리 습도계는 질(quality) 또는 습증기의 건도(dryness fraction)를 결정하는데 이용된다. 분리습도계는 내부 통로를 가진 압력 용기로 구성되어 용기를 통과하는 습증기의 유동 방향으로 변화 시켜 증기로부터 물방울이 분리되어 지도록 되어 있다. 수증기는 유동 방향으로의 변화를 결정할 수 있으며 용기의 출구로 유출된다. 증기가 q

공학/기술| 2016.11.01| 9페이지| 1,000원| 조회(707)

열전달, 보일러, 열정산 실험

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자동차 엔진과 시스템 평가A+최고예요

자동차의 엔진과 시스템1. 우리나라에서 생산되는 동급의 승용차(RV, MPV 포함) 3가지를 선택하여, 각각에 대한 엔진계통, 동력전달 시스템, 현가시스템, 조향시스템, 제동시스템을 조사하여 비교하라.1. 현대자동차 아반떼 XD(AVANTE XD)1) 엔진계통① α-1.5 VVT 엔진뉴아반떼XD는 기존의 α-1.5 DOHC 엔진에 대비해 성능 및 NVH를 개선한 가변출기 밸브방식의 α-1.5 VVT 엔진을 적용하여 주행, 동력성능과 엔진 정숙성을 향상시켰다.1.5리터급에 탑재한 α-1.5 VVT 엔진은 설계변경을 통해 소음과 진동을 크게 줄임에 따라 최고출력 107마력, 최대토크 14.3kg?m/rpm, 최고속도 189km/h이다.엔진커버를 적용해 정숙성을 향상시켰고 배기가스압력에 따라 배기경로를 자동으로 변경하는 가변 배기 머플러를 채택해 저속에서는 소음을 줄이고 고속에서는 배기저항을 줄여 출력을 향상시켰다.엔진에서 방출되는 열로 엔진에 흡입되는 공기가 가열되는 현상을 방지하기 위해 엔진과 흡기구, 에어클리너 사이에 열차단막을 설치함으로써 동일 엔진 기분 2%의 가속성을 증대시켰다.◎ VVT엔진개요VVT(Variable Valve Timing)란 말 그대로 밸브 타이밍을 가변적으로 조정하여 주는 시스템을 말한다. 질량을 가지고 있는 모든 물체가 그렇듯이 엔진 실린더로 공급되는 공기에도 관성이 작용하여 흡기행정이 끝나더라도 흡입관내의 공기는 계속 실린더로 흘러 들어가려고 한다. 이 때에 밸브 타이밍(흡기밸브가 닫히는 시기)을 늦춰주면, 보다 많은 공기를 흡입할 수 있어 체적효율을 향상시킬 수 있게 된다. 결론적으로 밸브 타이밍을 늦추면 늦출수록 체적효율의 향상으로 출력이 증가되어 고속회전시 성능을 향상시킬 수 있다. 반대로 밸브 타이밍을 빠르게 하면 저속회전에서도 안정된 회전과 토크를 향상시킬 수 있다.흡배기 오버랩 최소화로 연소시 안정성 확보가 가능하며, 내부에너지 증대로 펌핑(Pumping) 손실 저감 및 연비향상, 탄화수소(HC) 및 질소산화물(Nox) 4) 조향시스템① 파워 & 틸트 스티어링 휠주행속도에 따라 핸들의 무게가 조절되는 파워 스티어링과 운전자세에 따른 각도조절이 용이한 틸트 기능을 갖추고 있다.② VDO 계기판VDO 계기판은 블루 컬러의 LED 조명과 마이컴 구동방식을 갖추고 있다. VDO 계기판은 야간에 보면 큰 효용성이 더 돋보인다고 한다.③ 계기판 조명 조절 장치실내의 밝기에 따라 계기판의 조명을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 하여 눈의 편안함을 유지할 수 있도록 하였다.5) 제동시스템① EBD-ABS승차인원이 많고 적음에 따라 달라지는 차량 중량을 감지하는 EBD-ABS는 앞뒤 브레이크의 제동력을 적절히 배분하여 제동거리를 단축시킨다.② FTCS(Full Traction Control System)엔진과 브레이크를 동시에 제어하는 통합형 제어장치로써 빗길이나 눈길 등에서의 휠 스핀 현상과 차량 급회전시 궤도 이탈에 의한 사고를 미연에 방지해주는 장치이다.③ BAS(Brake Assist System)브레이크 페달을 밟는 일반 ABS와 대비해 더욱 증폭된 답력으로 배가시켜 최고 17%의 제동거리 단축효과를 가져오는 보조장치이다.④ 7″＋ 8″ 텐덤(Tandem)브레이크 부스터브레이크 페달을 밟는 답력을 증폭시켜주는 대용량 텐덤 브레이크 부스터로 제동능력을 강화했다.6) 기타① NVH(Noise.Vibration.Harshness) 대책차체의 진동을 줄이기 위해 A, B, C 필라에 우레탄 발포 충진재를 적용하였으며 소음방지대책으로는 엔진커버와 후드에 방음재를 적용하고 각 부위에 인슐레이션 패드를 적용하여 조용한 드라이빙을 얻도록 하였다.② 2중 강성구조의 프론트 사이트 멤버정면충돌 안정성을 위해 프론트 사이드 멤버를 2중 강성구조로 적용, 얇은 판넬은 충격을 흡수하며, 두꺼운 판넬은 엔진룸의 밀림을 방지③ 우물정자 서브프레임정면충돌 뿐만 아니라 옵셋 충돌시 거주 공간의 변형을 최대한 억제하고 충격을 효과적으로 흡수함으로써 승객의 안전성을 향상시킴④ 제원구분1.5 VVT2.0 VVT전장(m 엔진 탑재로 기존 DOHC엔진 대비 초기발진 가속성능(0 →100Km) 3.7%, 추월 가속성능(60 → 100Km) 5.1%, 연비(100Km/h 주행시) 1.3%가 향상되었다(1.5 A/T 기준).◎ CVVT엔진개요CVVT(Continuously Variable Valve Timing)란 밸브 타이밍을 가변적으로 조정해주는 시스템을 말한다. 엔진 실린더로 공급되는 공기에 관성이 작용하여 흡기행정이 끝나더라도 흡입관내의 공기는 실린더로 흘러들어가려고 한다. 이 때에 밸브 타이밍(흡기밸브가 닫히는 시기)을 늦추면, 보다 많은 공기를 흡입할 수 있어 체적효율을 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 밸브 타이밍을 늦추면 늦출수록 체적효율의 향상으로 출력이 증가되어 고속회전시 성능을 향상시킬 수 있다. 반대로 밸브 타이밍을 빠르게 하면 저속회전에서도 안정된 회전과 토크를 향상시킬 수 있다.2) 동력전달 시스템① A/T, M/T 공통 안전장비◎ 오토 쉬프트 록 : ‘P' 레인지 상태에서 브레이크 페달을 밟지 않으면 변속 레버가 다른 위치로 이동하지 못하게 구속하는 시스템.◎ 클러치 록 : 오조작에 의한 사고를 예방하기 위해 클러치를 밟아야 시동이 걸리는 시스 템 (수동변속기)3) 현가시스템① 삭스사 사양의 가스식 쇽 업소바독일 삭스사 사양의 가스식 쇽 업소바를 장착하여 더욱 부드러운 승차감을 실현하였다.4) 조향시스템① 진동흡수가 뛰어난 마그네슘 스티어링 휠을 채택했다.② 205/60R 15인치 알루미늄 휠 : 접지력의 확대로 고속주행시 편안한 승차감을 준다.5) 제동시스템① 15인치 디스크 브레이크방열성이 뛰어나고 제동성능이 우수하다.② EBD ABS차량의 중량 변화에 따라 제동력을 최상으로 배분하면 눈길 및 빗길에서의 안정감 있는 제동력을 제공한다.③ TCS(Traction Control System)미끄러운 길에서 급발진, 가속시 바퀴가 미끄러지는 현상을 억제하여 출발, 가속선회시 안정성을 확보한다.④ BAS(Brake Assist System)브레이크 페달을 밟는 항계수 Cd = 0.32 (일반 승용차 : Cd = 0.35 ～ 0.4, 스포츠카 : Cd = 0.3 ～ 0.32)⑥ 제원구분1.5 CVVT2.0 CVVT전장(mm)4,480전폭(mm)1,735전고(mm)1,470축거(mm)2,610실내장(mm)1,915폭(mm)1,450고(mm)1,220윤거앞(mm)1,495뒤(mm)1,495서스펜션전맥퍼슨 스트럿후듀얼링크공차중량M/T(kg)1,1701,230A/T(kg)1,1901,255배기량(cc)1,4951,975최고출력(ps/rpm)107/6,000143/6,000최대토오크(kg?m/rpm)13.8/4,50019.0/4,500⑦ 정부공인 표준연비 및 등급쎄라토 1.5 자동4단 : 12.4km/ℓ (1,495cc, 1,190kg) - 3등급(4군 : 1,400cc~1,700cc)쎄라토 1.5 수동5단 : 14.6km/ℓ (1,495cc, 1,170kg) - 2등급(4군 : 1,400cc~1,700cc)3. GM대우자동차 라세티(LASETI)1) 엔진계통① 고성능 고효율 1.5DOHC E-TEC II엔진엔진내부 설계와 흡기 및 연소시스템 최적화로 완성된 고성능 고효율 신규 E-TEC II 엔진은 전 영역 성능 극대화를 통해 동급최고의 성능을 발휘한다.② 연소효율 극대화실린더헤드와 흡기밸브 기구가 신규로 설계 개발되어 가장 효율적인 엔진성능을 구현한다.③ 신규 가변흡기 시스템으로 엔진성능향상신규로 설계개발된 가변흡기시스템(VIS)은 공기흡입효율을 최적화하여 엔진성능을 향상시켜 준다.④ 3중 메탈가스켓 적용신규로 적용된 3중 메탈가스켓은 엔진의 실린더헤드/블록의 평균온도를 낮추어 엔진성능, 연비, 내구성을 향상시켜 준다.2) 동력전달 시스템① 최신형 고효율 자동변속기TOYOTA 차량에 적용중인 최신형 고효율 자동변속기로 무게가 가볍고 연비 및 주행성능이 탁월합니다.◎ 스텝게이트(Step-gate)타입 변속기 적용으로 안전한 변속이 가능하다.◎ Hold 모드 적용으로 미끄러운 길에서 2단 또는 3단으로 출발하여 바퀴의 미끄러짐어링(Speed Sensitive Power Steering)차량속도의 변화에 따라 가장 적절한 조항력을 운전자에게 제공하여 고속주행시 운전자의 안정감을 증대시키고 저속주행시 운전자의 편안함을 증대시켜 준다.5) 제동시스템① EBD-ABS세계적인 자동차 부품 메이커인 독일 보쉬사가 개발한 4채널 4센서 ABS는 EBD 기능이 내장되어 승차인원, 화물적재량, 노면상태에 따라 제동력을 알맞게 배분해 주어 제동거리와 제동안전성이 향상된 차세대 ABS이다.② TCS(Traction Control System,미끄럼방지장치)눈길이나 빗길 등 미끄러운 노면상태에서 출발시나 코너 주행시 발생할 수 있는 바퀴의 슬립을 감지하여 차량이 미끄러지는 것을 방지하여 준다.③ 4륜 디스크 브레이크뒷바퀴에도 방열성이 뛰어난 디스크 브레이크를 기본 적용하여 제동성능이 우수할 뿐만 아니라 정비시 편의성을 높였다.④ 7″＋ 8″ 텐덤(Tandem)브레이크 부스터대용량 브레이크부스터를 적용하여 강력한 제동력으로 어떤 상황에서도 최고의 성능을 발휘한다. (자동변속기/ABS/TCS 장착차량 기본)6) 기타① Survival Zone높은 고장력 강판 사용비율과 충돌에너지 분산구조로 충돌시 충격에너지를 최대한 흡수하여 승객의 상해치를 최소화하였다.② 제원구분수동자동전장(mm)4,500전폭(mm)1,725전고(mm)1,445축거(mm)2,600실내장(mm)1,925폭(mm)1,460고(mm)1,180윤거앞(mm)1,480뒤(mm)1,480차량중량(kg)1,1301,135브레이크앞벤틸레이티트디스크뒤디스크배기량(cc)/형식1,498 / DOHC최고출력(ps/rpm)106/6,000최대토오크(kg?m/rpm)14.2/4,200최고속도(km/h)183181③ 정부공인 표준연비 및 등급라세티 1.5 DOHC M/T 수동5단(1,498cc, 1,130kg) : 14.5km/ℓ, 2등급(4군 1,400~1,700cc)라세티 1.5 DOHC A/T 자동4단(1,498cc, 1,135kg) : 12.7km/ℓ, 3등다.

공학/기술| 2016.11.01| 13페이지| 1,000원| 조회(269)

자동차, 엔진, 조향시스템, 동력전달, 제동시스템, 현가시스템

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보의 전단력 측정 평가D별로예요

전단력이 의미하는 바는? 우리가 실험을 통해서 얻는 전단력이 어떤 의미를 가지기에 이런 수치를 구하는지 알아 보았다. 먼저 전단력의 사전적 의미는 물체 안의 어떤 면에 크기가 같고 방향이 서로 반대가 되도록 면을 따라 평행되게 작용하는 힘 이다. 우리가 설치하고자 하는 보가 어느 정도의 전단력을 버티는지 판단하여서 많은 실험에 의해서 구해진 각 재료의 물성치를 이용, 이 재료가 어느 정도의 전단력까지 버텨낼지를 판단하여서 상황에 맞는 재료의 선택에 있어서 중요한 정보를 제공해 주기 때문에 전단력을 구하는 것이다.이론치와 실험치 값의 차이가 나는 이유는? 먼저 이론치는 주어진 식으로 구해지는 값이고 실험치의 경우에는 주어진 환경에 따라서 그 값이 변하는 값이기 때문에 두 값은 차이가 날 수 밖에 없는것 같다. 물론 이론치와 실험치값의 차이가 많이 난다면 이론적으로 그값을 계산 하는 것이 의미가 없을 수 있기 때문에 실제로 그 차이가 크지 않도록 조건을 설정해 주는 것이 중요하다.이론치 값을 구하는 이유? 물론 실험치 값이 가장 정확하다고 할 수 있다. 그러나 실제적으로 다리를 설계한다고 가정하면 그 다리가 어느 정도의 전단력을 가지는지 실험을 통해서 자료를 얻는 것은 한계가 있다. 그래서 실험이 아닌 우리가 배운 이론을 토대로 어느 정도의 전단력을 버틸 수 있을지 예상하고 구해진 이론치를 바탕으로 설계를 하는 것이다.이론치 전단력이 실험치 전단력 보다 크게 나오는 이유는? 이론치 전단력이 실험치 보다 크게 나와야 하는 이유는 위에서 설명했듯이 실제적으로 측정이 불가능한 경우 이론치 값으로 계산을 하게 되는데 이론치 값이 만약 실험치 값보다 작게 나온다면 그 값을 믿고 사용 할 수가 없기 때문에 이론치가 실험치 보다 더 크게 나와야 한다고 생각한다. 이론치 값이 크게 나오는 이유는 이론치 에서 하중이 작용 할 때는 아주 극소면적에 집중 하중이 작용하지만 실제의 경우에는 하중이 작용되어지는 범위가 이론치 처럼 그렇게 극소 면적이 아니므로 이론치 보다는 적은 집중하중이 걸린다고 생각되어 진다.

공학/기술| 2016.11.01| 8페이지| 1,000원| 조회(915)

보, 전단력, 보의 전달력

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