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냉동의 원리

냉동의 원리일반적으로 물체에서 열을 빼앗아 그 물체의 온도가 하강하는 것을 냉각(cooling)이라하고, 냉각범위 물체의 온도를 대기온도 이하로 낮추는 것을 냉동이라 한다. 따라서 냉동을 하는 데에는 특별한 장치를 필요로 하며, 그것을냉동기라 부른다.1. 냉동의 방법현재 사용하고 있는 냉동의 방법에는(1) 융해열을 이용하는 방법,(2) 승화열을 이용하는 방법,(3) 증발열을 이용하는 방법,(4) 압축기체의 팽창을 이용하는 방법,(5) 펠티어(peltier)효과를 이용하는 방법 등이 있다.펠티어 효과란, 서로 다른 두 금속의 도체선의 양 끝을 접합하고 이들 회로에직류전류를 흐르게 하면 한쪽의 접검에서는 발열이 일어나고, 다른 쪽 접점에서는 흡열이 일어나는 현상을 말한다.이 현상을 이용하는 냉동법을 열전 냉동이라고도 한다2. 냉동기의 원리① 압축기(compressor):증발기로부터 증발된 냉매증기를 압축시켜 응축기로보낸다.② 응축기(condenser) : 압축기로부터 나온 고온ㆍ고압의 가스냉매를 물 또는공기로 냉각시켜 응축 시킨다.③ 팽창밸브(expansion valve): 팽창밸브의 역할은 적정량의 액체냉매를 저압의증발기측으로 보내고, 고압 냉매는 팽창밸브를 통과하는 사이에 급격히저온ㆍ저압의 습증기로 된다.④ 증발기(evaporator) : 냉동목적을 달성할 수 있는 곳으로서 냉매는 여기서열을 얻어 증발하고 주위는 저온으로 된다.3. 냉동 능력냉동능력은 증발기에서 흡수하는 열량(kcal/h)으로 표시하며, 일반적으로냉동톤(ton of refrigeration)의 단위를 사용한다.1 냉동톤(RT)은 0℃의 물 1톤을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는냉동능력을 말한다.따라서, 1RT는 얼음의 융해열이 79.7kcal/kg이므로.1,000 × 79.71RT = ------------- ≒3,320 kcal/h가 된다(CGS냉동톤)24한편, 미국이나 영국에서는 1 ton(단 2,000lbs). 융해열 144Btu로 하고있으므로 1 냉동톤은 다음과 같이 표시된다.144 × 2,000------------- = 12,000Btu/hr(1 us RT라고 함)241Btu=0.252kcal이므로 이를CGS단위로 환산하면1 us RT =12,000Btu / h× 0.252kcal/ Btu=3,024kcal/h가 된다.한 국1 RT : 79,680 kcal /24h = 3,320.5kcal/h1 US RT : 288,000BTU/24h=12,000BTU/h =3,024=3,024kcal/h미 국1 RT는 Q=Wr에서Q = 1,000×79.68=79.680kcal 24h 79,680 ÷24=3,302kcal/h1 US RT는 Q=Wr에서 Q=2,000× 144=288,000BTU/24h 288,00024=12,000BTU/h예제: 내방부하 30,000kcal/h 를 담당하는 냉동기의 냉동능력은 몇냉동톤에 해당하는가?풀이: 1 냉동톤 =3,320kcal/h이므로30,000냉동기의 능력= ---------- ≒ 9.04(RT)3,3204. 냉동 사이클에 의한 냉동능력방식종류냉매용량용도증기압축식

공학/기술| 2009.06.23| 8페이지| 2,000원| 조회(1,558)

공기조화, 냉동기, 냉동톤, 냉동의원리, 냉동원리, 냉동의방법, 공기조화냉동, 냉각의..

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[전자계산] 비주얼 베이직

1. 비주얼베이직 관련 site1 한국마이크로소프트 비주얼베이직 홈페이지.http://www.microsoft.com/korea/vbasic/2 비주얼 베이직 프로그램 팁, 소스 프로그램 제공.http://chanbin.wo.to/3 비주얼 베이직의 개념부터 변수, 상수 등에 대한 강좌 수록. 비베 사이트 및 검색 엔진 링크.http://home.hanmir.com/~kidali77/4 웹디자인, 웹마스터, 리눅스, 자바, c, 비주얼베이직 교육.http://www.websc.co.kr/5 비주얼스튜디오 사용자 모임 홈페이지. 비주얼 폭스, 비주얼 베이직, 비주얼 C++, SQL서버, ASP, 웹 디자인 등 동호회, 프로그래밍 강좌, 소스.http://www.devpia.com/2. Visual Basic 개념Microsoft Visual Basic을 통하여 신속하고 용이하게 윈도우즈 응용 프로그램을 개발할 수 있다. Visual Basic의 "Visual" 부분은 GUI을 만드는 데 사용되는 방법을 일컫는다. 인터페이스 구성요소의 위치와 모양을 설명하기 위해 수많은 줄의 코드를 작성할 필요 없이 미리 작성된 객체들을 화면의 위치로 끌어다 놓으면 된다."Basic" 부분은 프로그램 언어인 BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code) 언어를 일컫는다. Visual Basic은 원래의 BASIC 언어에서 발전하여 지금은 수백 개의 문장, 함수, 키워드를 가지고 있고 그 중 많은 부분이 Windows GUI와 직접 관련되어 있다.Visual Basic 프로그래밍 언어는 Visual Basic애만 한정된 것은 아니다. Visual Basic 프로그래밍 시스템, Microsoft Excel, Microsoft Access, 그리고 다른 많은 Windows 응용프로그램에 있는 Application Edition은 같은 언어를 사용한다. Visual Basic 프로그래밍 시스템내의 인터넷 프로그래밍 Scripting 기술은 Microsoft Word 워드 프로세서, Microsoft Excel 스프레드시트, 그리고 그 외 Windows 응용 프로그램과 같은 다른 응용 프로그램에서 제공되는 기능을 사용할 수 있게 한다. 또한 Visual Basic의 전문가판이나 기업 판을 사용하여 만들어진 객체와 응용 프로그램을 자동화할 수도 있다.● 인터넷 기능은 응용 프로그램 내에서 인터넷을 통해 문서와 응용 프로그램에 쉽게 접근할 수 있게 해준다.● 완성된 응용 프로그램은 원하는 대로 배포할 수 있는 런 타임 동적 연결 라이브러리 (DLL)를 사용하는 확실한 .exe 파일이다.Visual Basic 종류● Visual Basic 표준 판(Learning edition)은 프로그래머가 Microsoft Windows 95와 Windows NT에 강력한 응용 프로그램을 쉽게 작성할 수 있도록 해준다. 여기에는 모든 기본적인 컨트롤, 격자눈금, 탭 그리고 데이터 바운드 컨트롤이 포함된다.● 전문가판(Professional edition)은 컴퓨터 전문가가 응용 프로그램 개발에 쓸 수 있도록 완전한 기능의 도구 모음을 제공한다. 전문가판은 표준 판의 모든 기능은 물론이고 인터넷 컨트롤을 포함한 추가적으로 ActiveX 컨트롤과 Crystal Report Writer를 포함하고 있다.● 기업 판(Enterprise edition)은 전문가들이 팀 단위로 견고한 분산 응용 프로그램을 만들 수 있도록 해준다. 기업 판은 전문가판의 모든 기능을 가지고 있으면서 자동화 관리자, 구성요소 관리자, 데이터베이스 관리 도구, Microsoft Visual SourceSafe 프로젝트 지향 버전 제어 시스템, 그리고 그 외 여러 가지 기능을 포함하고 있다.객체, 속성, 메서드, 이벤트객체(object)는 하나의 단위로서 다루고 제어할 수 있는 코드와 데이터의 집합이다. 비주얼 베이직에서 사용하는 폼(Form)이나 명령단추(Command Button)와 같은 컨트롤들은 자신만의 코드와 데이터를 갖고 있는 객체ck)하거나 키를 누르는 것(KeyPress)등이 이벤트의 예이다. 이벤트가 발생할 때마다 실행되는 이벤트 프로시저에 코드를 작성하여 이벤트를 처리할 수 있다.3. 컨트롤 개요컨트롤은 폼 객체에 포함되는 객체이다. 명령단추, 목록상자 들이 컨트롤의 예이다. 각 유형의 컨트롤은 특정한 목적에 적합한 자신의 속성, 메서드, 이벤트를 가진다. 도구상자는 다음의 표준 컨트롤들을 포함한다.: Picture Box, Label, Textbox, Frame, Command Button, Checkbox, Option Button, Combo Box, List Box, Scrollbar, Scrollbar, Timer, DriveListBox, DirListBox, FileListBox, Shape, Line, Image, Data, OLE.동작을 수행하기 위한 단추 누름사용자가 응용 프로그램과 상호 작용하는 가장 쉬운 방법은 누름 단추를 제공하는 것이다. Visual Basic에서 제공되는 명령 단추 컨트롤을 사용할 수도 있고, 아이콘과 같이 그래픽을 포함한 이미지 컨트롤을 사용하여 고유의 단추를 만들 수도 있다.명령단추 컨트롤명령 단추를 누를 때마다 Click 이벤트 프로시저가 불려지므로, 코드를 Click 이벤트 프로시저에 두어 원하는 기능을 수행토록 한다. 실행 시 명령 단추를 선택하는 데는 다음의 여러 방법이 있다.● 마우스를 사용하여 단추를 누름.● TAB키를 눌러서 원하는 단추에 포커스를 이동시킨 다음 SPACEBAR나 ENTER키를 누름● 명령 단추를 누름. (ALT + 밑줄 친 글자)● 코드에서 명령 단추의 Value 속성을 True로 지정. (예, cmdClose.Value = True)● 코드에 있는 명령 단추의 Click 이벤트를 부름. (예, cmdClose_Click)● 만약 명령 단추가 폼의 기본 명령어 단추라면, 다른 컨트롤로 포커스를 변경하였더라도 ENTER키를 눌러 그 단추를 선택. (디자인 모드 시 단추의 Default 속성을 True로 설 색이 무슨 색인가를 확인하고 다음 색으로 바꾼다.' 바뀌는 순서는 녹색, 노랑색, 빨강색이다.If imgGreen.Visible = True ThenimgGreen.Visible = FalseimgYellow.Visible = TrueElseIf imgYellow.Visible = True ThenimgYellow.Visible = FalseimgRed.Visible = TrueElseimgRed.Visible = FalseimgGreen.Visible = TrueEnd ifEnd Sub사용자 선택 컨트롤대부분의 응용 프로그램은 예/아니오의 간단한 옵션에서부터 수백 가지 대안이 담겨 있는 목록에서의 선택에 이르기까지 사용자에게 선택을 제시할 필요가 있다. Visual Basic은 선택을 제시하는데 유용한 여러 가지 표준 컨트롤들을 포함하고 있다. 다음 도표는 이 컨트롤과 이들의 적절한 사용법에 대한 요약이다.{컨트롤제공할 기능체크 박스사용자가 하나 이상의 옵션을 선택할 수 있는 작은 규모의 선택 대안.옵션 단추사용자가 몇 가지 옵션중 하나만 선택할 수 있음.목록 상자사용자가 선택할 수 있는 선택 대안들의 스크롤바 목록.콤보 상자문자 편집 필드를 가진 선택 대안들의 스크롤바 목록.텍스트 표시와 텍스트 입력응용 프로그램 폼에 문자열을 표시하려면 레이블(Label)을 사용하고, 사용자가 문자열을 입력할 수 있게 하려면 텍스트 박스를 사용한다. 레이블에는 읽기 전용의 문자열이 들어 가는 반면 텍스트 박스에는 편집될 수 있는 문자열이 들어 간다.{컨트롤제공하는 기능텍스트박스사용자가 편집 가능한 문자열, 예를 들면 명령 입력 필드나 암호 박스레이블표시만 되는 문자열, 예를 들면 사용자에게 안내문 보여 주기레이블컨트롤레이블 컨트롤은 사용자가 직접 변경할 수 없는 텍스트를 화면에 표시한다. 고유의 Caption 속성을 가지고 있지 않은 컨트롤을 식별하기 위하여 레이블을 사용할 수 있다. 레이블에 표시되는 실제의 문자는 Caption 속성에 의해 제어되는데, 그것은 디자인 WordWrap의 두 가지 속성을 가지고, 크기가 크거나 작은 제목에 맞게 컨트롤의 크기를 정하도록 해준다. AutoSize 속성은 컨트롤의 크기를 내용에 맞게 자동 조절할 지 결정하는데, True로 설정되면 레이블은 그 내용에 맞게 수평으로 늘어난다. WordWrap 속성이 True로 설정되면, 레이블의 넓이는 그대로 유지하면서 내용에 맞게 수직으로 늘어나게 한다.텍스트박스(TextBox) 컨트롤텍스트 박스는 사용자의 입력을 받아들이거나 텍스트를 표시하는데 사용될 수 있는 다목적 컨트롤이다. 텍스트 박스에 표시되는 실제의 문자열은 Text 속성에 의해 조정된다. 이것은 세가지 다른 방법으로 설정할 수 있는데, 디자인 모드 속성 창에서, 실행 모드 중 코드에 의해서, 또는 실행 모드 중 사용자의 입력에 의해서 설정될 수 있다. 텍스트 박스의 현재 내용은 실행 모드 중 Text 속성으로부터 가져올 수 있다.4. Visual Basic 프로젝트 구조폼 모듈, 표준 모듈, 클래스 모듈은 코드를 조직화 할 수 있는 계층을 형성한다. 각 모듈은 프로시저와 선언부분을 포함한다. 프로젝트에 포함시킬 수 있는 객체와 파일의 형식에 대해 알아보자.폼 모듈폼 모듈(파일 확장자 .frm)은 대부분의 Visual Basic 응용 프로그램의 기초가 된다. 폼 모듈에는 폼에서 일어나는 이벤트를 다루기 위한 프로시저, 일반 프로시저, 변수, 상수, 그리고 외부 프로시저를 가질 수 있다. 폼 모듈에 작성한 코드는 그 폼이 속해있는 응용 프로그램에서만 사용된다. 그 코드는 해당 응용 프로그램 내의 다른 폼과 객체들을 참고할 수도 있다.표준 (Standard) 모듈표준 모듈 (파일 확장자 .bas)은 응용 프로그램 내에서 다른 모듈들이 공통으로 접근할 수 있는 프로시저와 선언부를 모아놓는 곳이다. 여기에는 전역(응용 프로그램 전체에서 사용 가능) 또는 모듈 레벨의 변수, 상수, 유형(type), 프로시저를 둘 수 있다.클래스 모듈클래스 모듈 (파일 확장자 .cls)은 Visual Basic에는다.

공학/기술| 2004.10.30| 8페이지| 1,000원| 조회(530)

비주얼베이직, 비주얼, visual, 베이직, visual besic

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수조실험(베르누이) 평가C아쉬워요

- 차례 -1.실험목적 및 개요2.실험장치 및 규격3.실험 과정4.실험결과5.고찰 및 후기1.실험목적 및 개요(1)실험 목적레이놀드 수 실험장치를 통해서 유량과 유속에 대해서 레이놀드 수가 어 떻게 변하는지 파악하고 층류와 난류에서 레이놀드 수가 어떻게 변하는지 알아본다.(2)개요레이놀드 수 실험기구는 수조내의 물이 유리관을 통하여 흐르는 동시에 색소액도 작은 모세관을 통하여 유출되어 물과 같이 흐르게 하며, 밸브로서 관속의 물의 속도를 조절하여 물의 층류와 난류상태를 파악할 수 있는 수리실험에 있어서 가장 기초적인 실험기구이다.레이놀드 수는 1883년 영국 맨체스터 대학교수인 레이놀드씨에 의하여 창안된 수로서 유체의 입자가 서로 층을 이루면서 선적으로 미끄러지는 층류와 서로의 유체입자가 불규칙 운동을 하면서 상호간에 격렬한 운동을 일으키는 난류를 극복하는 무차원수이다.본 실험기구에서는 되도록 간단한 조작으로 실험에 불편이 없도록 제작되었다.2.실험장치 및 규격수조내용적 : 1200(W)*210(D)*350(H)mm과 류 수 : 100(W)*210(D)mm급 류 수 : 100(W)*200(D)*160(H)mm측정유리관 : 21.5(I.D.)*1000(L)mm유량조절밸브 : SLUICE VALVE착색액통유량 : 300cc수조재질 : 강제, 에폭시 코팅수조다리 : 수평조절기능3.실험과정1) 본체를 수평하게 설치하고 급수부에 물을 공급하면서 과류부에 물이 넘 칠때 유량조절 밸브를 조금 열어 유리관내에 흐름을 이루에 하고, 수면을 일정하게 유지시킨다.2) 수면이 일정하게 유지되었을때, 색소액 주입밸브를 열어 관내에 색소액을 흐르게 하여 색소액의 상태를 관찰한다.3) 유속이 적을때 참조(A)에서와 같이 착색액은 관의 축선상에 평행하게 선 상으로 흐른다는데 이러한 흐름이 층류(Laminar Flow)이다.유리관내의 유속을 점차 크게 하면 참조(B)에서와 같이 색소액의 선이 흔들리게 된다.유속을 증가시키면 참조(C)에서와 같이 색소액은 흐트러져 관속에 층만 하게 흐르게 된다.이러한 흐름이 난류이다.참조(A) 참조(B) 참조(C)4) 참조(A)에서 (B)로 변할때의 유량 Qa와 참조(C)의 상태가 되었을때 유량 Qb를 측정한다.5) 유속을 충분히 크게하여 난류상태를 만들어 놓고 밸브로 서서히 조절하 여 유속을 감소시키면 어떤 점에서 흐트러진 색소액이 일정한 한개의 선 으로 흐르게 된다.이때의 유량 Qc를 측정한다.6) 온도계로 수온을 측정한다.7) (1)~(6)과정을 여러번 반복한다.위 과정이 끝나면, 측정치를 기록하고 유리관의 단면적과 유량으로부터 유속을 구하고 실험 수온에 대한 동점성 계수를 도표에서 찾는다.그리고 다음식에 의하여 Re 수를 계산한다.Re=VD/r V: 유속D: 관의 직경γ: 동점성 계수보통층류 : Re < 2100천이구역 : 2100 < Re < 4000난 류 : Re > 4000하임계 레이놀드 수 = 2000상임계 레이놀드 수 = 4000을 사용한다.물의 동점성계수표Temp.specificweightDensityδViscosityμ (N*s/m2)KinematicViscosityν (m2/s)Surfacetensionσ (N/m)Vapor-PressureHeadγBulkmoduls ofelasticityK (N/m2)CN/m3kg/m3103=106 ν =100m10-7 K=09805999.91.7921.7927.620.06204598061000.01.5191.5197.540.09206109803999.71.3081.3087.480.*************9.11.1401.1417.410.*************98.21.0051.0077.360.*************7.10.8940.8977.260.33222309749995.70.8010.8047.180.*************4.10.7230.7277.100.58224409737999.20.6560.6617.010.76227459720990.20.5990.6056.920.98229509697988.10.5490.5566.821.*************5.70.5060.5136.741.61231609658983.20.4690.4776.682.03228659635980.60.4360.4446.582.56226709600977.80.4060.4156.503.20225759589974.90.3800.3906.403.96223809557971.80.3570.3676.304.*************8.60.3360.3476.205.93217909499965.30.3170.3286.127.18216959469961.90.2990.3116.028.622111009438958.40.2840.2965.9410.332074.실험결과(1)실험도표실험명층류와 난류실험일2003년10월18일수온20℃실온실험자한권태(A조)학번200130097물의 동점성 계수v=㎠/S관의직경D=2.15cm관의단면적A=3.6305㎠NO.V(㎤)t(sec)Q=V/t(㎤/sec)V=Q/A(cm/s)Re=VD/v1820204111.292411.49213302066.510.323911.4231040205214.3233058.04468020349.3651999.48572020369.9012117.1261320206610.1793881.387940204712.9462764.0485502027.57.5781617.249740203710.1912175.*************7.3533704.*************4.0482999.251260020300.2631764.26(2)실험그래프5.고찰 및 후기이건 각자가 쓰세요 ^^4166.5523436664727.537635130실험명 층류와 난류실험일 2003년10월18일 수온 20℃ 실온실험자 김미주(A조) 학번 200114052물의 동점성 계수 v=㎠/S 관의직경 D=2.15cm 관의단면적 A=3.6305㎠NO. V(㎤) t(sec) Q=V/t(㎤/sec) V=Q/A(cm/s) Re=VD/v1 820 20 41 11.29 2411.492 1330 20 66.5 10.32 3911.423 1040 20 52 14.323 3058.044 680 20 34 9.365 1999.485 720 20 36 9.901 2117.126 1320 20 66 10.179 3881.387 940 20 47 12.946 2764.048 550 20 27.5 7.578 1617.249 740 20 37 10.191 2175.9310 1260 20 63 17.353 3704.9611 1020 20 51 14.048 2999.2512 600 20 30 0.263 1764.262411.493911.423058.041999.482117.123881.382764.041617.242175.933704.962999.251764.264166.5523436664727.*************.493911.423058.041999.482117.123881.382764.041617.242175.933704.962999.251764.26실험명 층류와 난류실험일 2003년10월18일 수온 20℃ 실온실험자 김미주(A조) 학번 200114052물의 동점성 계수 v=㎠/S 관의직경 D=2.15cm 관의단면적 A=3.6305㎠

공학/기술| 2003.11.02| 8페이지| 1,000원| 조회(759)

레이놀드, 베르누이, 수조

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[재료시험] 충격시험 평가A좋아요

목차1. 충격시험의 목적2. 샤르피 시험3. 아이조드 실험4. 저온 및 고온에서 충격시험5. 충격 인장 시험6. 충격 압축 시험7. 충격 비틀림 시험8. 충격 굽힘시험에서 상이척9. 충격 시험속도의 영향10. 자동기록형 충격 시험11. 시험편 채취방법에 대하여12. 시험 방법13. 시험 결과14. 시험 고찰15. 참고 문헌/인터넷 주소1. 충격시험의 목적변형상황으 시시각각 따를 수 있는 정도의 시험을 일반적으로 정적 시험(static test)이라고 하며, 부하후 10-2∼10-3sec이내에서 파단하거나, 부하후 항복까지의 시간이 10-3 10-5sec정도의 단시간인 것과 간은 고속 파괴 시험을 충격 시험(impact test)이라고 한다.밀도 ρ물체의 한쪽을 타격하면 변형파는 다음의 식으로 나타내는 속도 υ로 전파한다.υ=(dσ/dε)½·ρ-1/2·g½ (g : 중력이 가속도) (5-1)여기에서 dσ/dε는 공칭응력(σ) - 공칭변형(ε)선도의 구배이다. 탄성파의 전파속도는 (gㆍE/ρ)½주어진다. 그림 5-1(a)와 같이 dσ/dε가ε와 함께 작아지는 재료에서는 작은 변형파 족이 빠르게 전파하지만, (b)와 같이 가공경화성이 작은 재료, 예를 들면 철강에서는 변형파의 속도가 작다. (c), (d)와 같이 응력 - 변형선도가 아래에 의 곡선을 나타내고, dσ/dε가 0 내지 (-)로 되는 재료에서는 큰 변형의 전파속도가 그것보다 작은 변형의 전파속도보다 커진다. 이러한 일은 일어날 수 없다. 실제로는 충격파의 꼭대기로 되며, 뤼더스 밴드와 같이 소성역의 앞부분에서 변형이 불연속적으로 변한다. 이와 같이 소성파의 전파속도는 재료나 시험조건에 따라 다르지만, 철강과 같이 결정형이 입방격자의 금속에서는 동이나 알루미늄과 같이 면십입방정금속에 비하여 가공경화가 작으므로 소성파의 전파속도가 일반적으로 작다. 이 경우, 충격적으로 변형하면 타격끝의 운동속도가 소성파의 그것에 가깝고 소성역이 너무 넓지 않도록 타격끝 근방에서 파과가 일어나는 것이다. 즉 파괴에 요하는 에를 만들기 위해서이다. 표준형 시험기의 타격속도는 약 5m/sec이다.그림 3 샤르피 시험기그림 4는 해머의 위치를 검정하기 위한 게이지를 나타낸다. 강인한 강의 경우에서는 용량부족으로 해머의 칼부나 베어링부를 손상하는 일이 있으나 이와 같은 경우는 5호 시험편을 사용한다. 더욱 해머를 자유진동시켜 감쇠속선을 구하고, 타격 에너지를 보정하는 것이 바람직하다.그림 4. 샤르피 시험 검정용 규격3. 아이조드 시험아이조드(Izod) 시험이란 V노치 시험편을 만력으로 확실히 고정하고, 다른끝을 해머로 타격하고, 파괴를 위하여 흡수 에너지를 구하는 시험이다. 그림 5-5는 아이조드 시험기의 원리도에서 표준기의 용량은 17㎏·m, 타격속도는 4m/sec이다. 시험편의 고정잉 확실하다는 장점은 있으나, 고온 및 저온용에는 적당하지 않으므로 근래는 그다지 사용되지 않는다.그림 5. 아이조드 시험기 및 시험편4. 저온 및 고온에서 충격시험저온 시험의 경우는 적당한 냉각제 중에 침적하여 냉각한 시험편을 빠르게 시험기의 앤빌에 장치하여 곧바로 파괴한다. 시험편을 샤르피 시험기의 앤빌상에 15초간 방치하였을 때의 온도상승을 점검한 결과에 따르면, -20℃의 시료는 1℃온도상승을 한다. -60℃시료는 3℃, -100℃시료는 3.5℃, -190℃시료는 5℃만큼 온도가 상승한다. 샤르피 시험에서는 냉각제에서 시험편을 꺼내 5sec이내에 시험을 완료할 수 있으므로 이 동안 온도상승은 거의 문제로 하지않아도 된다.시험 후에 파면관찰을 하는 경우가 많지만, 냉각된 시험편은 공기중에 방치하면 녹이 발생하므로 냉각된 시험편은 바로 알콜에 투입하면 좋다.그림 6은 철강의 저온충격 시험 결과의일례이다(1). 이 예에 보이는 것과 같이 철강재료는 일반적으로 어떤 온도 이하에서 급격히 약화한다. 이것을 저온취성이라 한다. 인성파단의 경우는 그림 7과 같이 파면은 움푹패인(dimple)모양을 나타내지만, 취성파단의 경우는 그림 8과 같이 벽개(cleavage)면이 발견된다. 또한 불순물의 편석 등에 의해인장하여 끊어지게 하는 방식이다. (e)는 질량이 큰 플라이 휠(flyloheel)의 관성을 이용하는 것이다. 이 바퀴를 소정의 속도로 회전시키고, 전기적으로 트리거를 당겨 타격날을 떨어지게 하여, 시험편에 걸린 것을 타격하는 방식이며, 소형으로 고속의 타격을 줄 수 있는 특징이 있다. 이들 중 (a), (c)는 고온 및 저온시험용으로 편리하다. (d)는 알맞는 흡수 에너지를 구 할 수 있는 점에서 우수하다.그림 11은 0.24%C 강의 파단 에너지의 온도 의존성을 나타낸다(2). 이 경우 평활 시험편을 사용한 인장충격값의 천이온도는 노치 시험편을 사용한 다른 충격 및 평활 시험의 경우보다도 저온으로 이행하고 있다. 최근에는 온도 변형속도를 프로그램대로 같이 제어할 수 있는 고온인장 시험기(예를 들면 글리블 시험기)가 시판되고 있다.그림 8. 그림 7의 경우와 같은 재료를 -193도에서 충격에 의해 생긴 벽개파면(X 9,000)그림 9. SNC 2강을 퀘칭 템퍼링한 후 500도에서 20hr 가열하여 템퍼링 취성을 일으킨 시료의 -75도 충격파면에서 퀘칭 전의 오스테나이트 입계파면, 검은 입자는 탄화물(X 9,000)그림 10. 충격인장시험기의 원리도6. 충격 압축 시험연성재료를 압축하면, 단면적 증가에 의해 파괴가 곤란해지는 외에, 단면마찰, 만곡, 좌굴 등이 문제로 되므로 충격압축 파괴 시험은 학술연구용으로는 거의 사용되지 않는다. 단, 실용적인 가동성 시험으로서는 희망의 온도로 유지한 시험편을 해머로 타격하는 정도의 조작으로 시험을 완료한다는 편리함이 있으므로 종종 사용된다. 이 경우 가압판은 편의적으로 실온(대로)인 것이 대부분이며, 그 냉각효과는 무시할 수 없는 경우가 많다. 열간공구강, 소결 TiC등의 내열성 가압판을 사용하여 미리 이것을 소정의 온도로 유지하여 450℃이하의 경우는 흑연, 450℃이상의 경우는 유리분말을 윤활제로 사용하는 것이 좋다.그림 5-12(3)는 20%압축변형에 요하는 에너지의 온도변화를 나타낸다. 강재는 이 예에서 보듯이 5 Greene: Proc. ASTM. 33 (1933), II, 315(5) E. Fischer: Verhaiten der Werksroffen gegen Schnell Verlaufender- Verdrechungsbeanspruchung: Dr-Ing-Diss. Dresden (1936)(6) M. Ichihara: Tech. Rep. Tohoku Univ., 9 (1933), 16; 11 (1935). 489, 512, 528; 12 (1936), 1058. 충격 굽힘시험에서 상이칙폭 b, 높이 a의 시험편에 (a-h)의 노치를 만든 유효단면적 bh의 시험편을 거리 L의 지점에 지지하고, 노치 등부에 하중P를 가하면 단성한도내의 경우 노치 밑에는σ=3αLP/2bh2 (5-4)되는 인장응력이 생긴다. 여기에서 α는 노치의 형상계수이다. 이 식에서 예측되는 것과 같이 샤르피형 시험편에서 α를 12mm로 하고, b를 12∼8mm, h를 9.6∼5.6mm로 변환시키고, 그 충격 에너지 E를 구하면E/bh2≒const (5-5)되는 관계가 얻어진다(7). 종래의 샤르피값은 E/bh (㎏·m/㎠)으로 표시하고 있으나 이것은 완전히 편의적인 것을 알 수 있다.용접용 두꺼운 판의인성을 평가하는 것에는 충격인열 시험(dynamic tear test, DT 시험)이 있다. 원리는 충격 굽힘 시험과 완전히 동일하지만, 시험편은 표준형으로 길이 178mm, 지점간거리 (L)은 165mm, 높이 (a)는 41mm, 폭 (b)는 16mm, 노치 깊이 (a-h)가 13mm이며, 압연강재에서 직접 재취한다. 그 충격파괴 때 흡수 에너지를 dynamic tear energy(DTE)라고 한다.그림 17. 고장력강의 DT시험에서 Pr값(plastic 그림 18 . DT시험파면 천이온도에instability resistance factor)와 시험편 두께의 미치는 시험편 두께의 영향관계, 파선은 ±10%한계를 나타낸다. DTE:DT시험파단 에너지그림 5(8)은 (DTE)/h2b½를 Pr(로 항복점 σy와 변형속도 의 관계는 다음 식으로 나타낸다.σy=C nexp (S/T) (5-7)]그림 22. 변형속도(크랙 전파속도)와 파단인성의 관계여기에서T(。K)는 시험온도, C, n, S는 재료고유의 상수이다. 금속재료의 취성파괴 응력은 항복점과 달리 온도 및 변형속도를 바꾸어도 그만큼 변하지 않는다. 그리고 온도를 내리거나 변형 속도를 증가시킴으로써 σy가 취성파괴응력σbf를 넘으면, 소형변형을 수반하지 않고 파괴하게 된다. 즉 인성-취성천이온도 Tr은 σy=σbf로 되는 온도라고 생각할 수 있다. 따라서(5-7)식에서 Tr과 의 관계는 다음 식으로 나타낼 수 있다.log =A-B/Tr (5-8)여기에서 A, B는 재료상수이다. 그림 5-20(10)(11)은 유효 변형속도 와 Tr의 관계를 나타내지만, (5-8)식의 관계가 대체로 성립한다. 그림 5-21(12)은 유리의 지연파괴(소정의 하중을 걸고부터 어느 시간을 경과한 후에 일어나는 파괴)의 응력과 파괴가지의 시간 관계를 나타낸다. 이와 같이 취성파괴가 일어나기까지 어떤 시간이 필요한 경우, 일반적으로 부하속도가 클수록 파괴강도가 커진다. 이것은 변형속도가 샤르피 시험의 속도 보다 1자리 이상 큰 경우에 특히 문제가 된다. 그림 5-22(13)(14)는 이 모양을 정성적으로 나타낸 것이다.(10) W.S. Owen, B.L. Averhach and M. Cohen :(11) C.W. Mac Gregor and N. Grossman :(12) T.C. Baker and F.W. Preston : J. Appi. Phys., 17 (1946), 179(13) C.E. Turner : Impact Testing of Metais : ASTM STP 466, ASTM (1970), 93(14) G.T. Jones C.E. Turner : J.I.S.I., 205 (1967), 956그림 24. 천이온도 부근의 강의 샤르피 시 험에서 하중-변위곡선그림 23. 샤르피 시험기의 해머에 장치한하중검출용 게이지1

공학/기술| 2002.10.17| 21페이지| 2,000원| 조회(2,495)

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[재료시험] 홀로그램 실험 평가B괜찮아요

홀로그램 실험1. 실험 목적- 레이저를 이용하여 홀로그램을 제작하고 이로부터 파면에 대한 정보를 필름에 기록하 는 원리를 파동의 간섭성으로부터 이해한다. 또한 이렇게 만들어진 홀로그램을 레이저 로 조명하여 입체상을 재생하여 그 원리를 알아낸다.실험을 통해 나타나는 상의 모습을 관찰한다.2. 관련 이론- 1947년 영국의 과학자 데니스 게이버(Dennis Gaber)는 전자현미경에서 전자의 물질파 파면(wave front)에 대한 정보를 필름면에 기록하여 이를 전자보다 만 배 이상의 파장을 가지고 있는 가시광선으로 재생하여 전자현미경의 배율을 획기적으로 높일 수 있을 것이 라는 원리를 제안하였다. 그 당시에는 레이저가 나오기 이전이었으므로 가시광원으로서 저압 수은등의 546.1nm의 초록색 빛을 이용하였다. 그의 이론은 실현이 되었으나 재생 파를 입사파로부터 완전히 분리하기에 불편한 점이 많아서 크게 주목받지는 못하였 다. 그러나 게이버의 발상은 물체의 영상을 명암으로만 기록하는 통상적인 사진술과 전 혀 다르게 물체에서 방출되는 빛의 파면에 대한 정보를 필름에 기록하는 혁신적인 것이 다. 이렇게 기록된 필름을 게이버는 홀로그램(hologram)이라 불렀다. 홀로그램에서 다시 그 파면을 재생하면 완벽하게 그 물체로부터 퍼져나가는 것과 같은 빛을 만들어 낼 수 있어 물체가 실지 그대로의 상태로 있는 것처럼 관측케 한다. 이러한 기술을 홀로그래피 라 한다.1961년 He-Ne 레이저가 나온 후 미국의 레이스(E.Leith)에 의하여 이 특별하게 간성성이 좋은 빛을 이용한 오늘날의 홀로그래피가 재발견되었다. 그후 계속해서 새로운 형태의 홀로그래피가 속속 발표되었고 또한 이를 응용한 신기술들이 개발되어 1960년대의 과학계를 흥분시켰다.필름면에 기준파(reference wave)와 물체파(object wave)의 간섭무늬가 기록된다. (a)에서 두 파가 만드는 무늬가 등간격의 격자형태가 되는 것을 보이고 있다. 보강간섭을 하는 곳에서는 필름이 검게 되어 현상후에는 빛을 울어진 각도로 격자의 간격을 계산할 수 있다. (c)에서 현상된 필름에 기준파만 비추어지면 격자에 의한 회절무늬가 여러 개 생긴다. 격자를 통과한 빛이 나아가는 방향은 n=-2, -1, 0, 1, 2, ...등인데 이중 n=1의 파가 원래의 물체파와 같은 것이다. (d)에서 n=1의 파가 나가는 각을 작도로서 보였다. 이는 (b)와 같은 삼각형으로 회절각이 결정됨을 보여주고 있다.3. 홀로그램의 원리..- 홀로그램은 물체에서 반사, 회전된 빛(물체파)을 그 빛과 간섭성이 있는 다른 파(기준파) 와 간섭시켜 간섭무늬를 필름에 기록한 것이다. 간섭무늬가 기록된 필름을 원래의 기준파 에 놓으면 필름을 통과한 빛은 빛의 회절 원리에 의하여 물체에서 나온 것과 같은 파가 나오게 된다.이를 쉽게 이해하기 위하여 기준파(reference wave)와 물체파(object wave)가 다 같이 평면파인 경우를 생각해 보자. 아래 그림에서 이러한 두 파에 의해 필름 위에 간섭무늬가 생기는 양상을 볼 수 있다. 실제로 필름은 보강간섭이 되어 빛이 강한 데서는 노출이 많 아서 검게 변하고 소멸간섭이 되는 데에서는 필름이 투명한 채로 있게 된다. 이렇게 만들 어진 필름은 등간격의 격자형 무늬를 가진 회절격자가 된다. 이 필름에 원래의 기준파를 비추면 회절격자에 의한 회절효과로 원래의 물체파와 같은 파를 비롯한 몇 개의 파가 평 면파로 나가게 된다. 회절격자에서 격자간격을 a라 할 때 보강간섭을 하는 조건은 인데 n=0인 경우가 회절격자를 그대로 통과해 나가는 기준파가 되고 n=1인 경우에는 물체파 와 같은 파이다. 한편 n=-1인 경우에는 공액파(conjugate wave)라 한다.필름면에 기준파(reference wave)와 물체파(object wave)의 간섭무늬가 기록된다. 옆의 그림에서 두 파가 만드는 무늬가 등간격의 격자형태가 되는 것을 보이고 있다. 보강간섭을 하는 곳에서는 필름이 검게 되어 현상후에는 빛을 통과시키지 못하게 된다. 아래 그림에서 현상된 필름에 기준파만 비.격자를 통과한 빛이 나아가는 방향은 위 그림처럼 여러방향인데 그 중 붉은 파면(n=1)으로 표현한 물체파가 있다.점광원이 여러 개라도 각각에 대한 간섭효과가 복합적으로 중첩되어 나타나 마치 점광원이 여러 개 있는 듯이 빛을 회절 시킬 것이다. 복잡한 물체의 경우에 레이저 빛을 조명하면 물체의 각 요소는 빛을 반사하여 마치 점광원인 것처럼 행동한다. 이와 기준파를 간섭시켜 필름에 간섭무늬를 기록하여 이 필름에 기준파를 비추면 필름 너머로 마치 물체가 존재하는 것처럼 느낄 수 있다. 또한 시선을 옮김에 따라 눈에 관측되는 모습이 달라져서 입체상을 느낄 수 있게 된다. 이러한 홀로그램은 얇은 필름에 간섭무늬가 기록되어 필름을 복사할 수 있을 것이다. 필름에 노출도에 따른 농담으로 상을 기록할 수도 있지만 노출도에 따라 필름의 두께를 다르게 하여 필름에 빛이 통과할 때 각 지점들이 서로 다는 위상을 갖도록 하여 상을 재생할 수도 있다.4. 홀로그램 실험 장치실험장치의 구성. He-Ne레이저에서 나온 빛이 공간필터(spatial filter)를 통과한 후 매끈한 구면파로 퍼져나간다. 50:50 빔분리기(beamsplitter)에서 두 파로 나누어진 구면파 중 하나는 물체에 조명되어 물체파를 만들고, 하나는 그대로 필름에 조명되어 기준파를 만든다.(1) 광학대 : 바닥으로부터 오는 진동을 흡수할 수 있어야 한다. 홀로그램을 만드는 도중 진동을 받게 되면 상이 흔들려 간섭무늬가 기록되지 않는다.(2) 레이저 : 5mW 정도의 레이저이면 가능하다. 레이저는 단색성이며 지향성을 갖고 간 섭성이 뛰어나다. 레이저는 켜져 있는 시간을 조절할 수 있어야 노출시간을 조절할 수 있다.(3) 공간필터(spatial filter) : 레이저는 간섭성이 좋아서 먼지나 렌즈의 흠 등에서 빛을 산 란하여 조그마한 동심원 형태의 간섭무늬를 만든다. 이러한 것들을 제거하고 파면이 매끈한 평면 혹은 구면 형태를 만들 어 주기 위하여 공간필터를 사용한다. 간단한 형태의 공간필 터는 볼록렌즈로 빛을 구멍 놓아 이를 통과한 빛이 거의 구면파가 되도록 한다.(4) 필름홀더 : 필름이 진동하지 않게 잡아 준다.(5) 빔스프리터 : 거울에 반사된 빛을 둘로 나누어 주는 장치. 반은거울이나 특수 프리즘 을 쓴다. 이때 나누어 지는 비율을 조절할 수 있으면 좋다.(6) 반사경 : 반사도, 평면도가 좋은 것을 사용한다.(7) 필름 : 종류에 따라 여러 가지가 있으며 현상방법도 다르다. Kodac과 AGFA에서 여 러 종류가 나와 있다.(8) 현상물품 : 현상액, 표백제, 침전제, 수조, 집게, 장갑, 온도계등이다.(9) 현상시설 및 암실이 필요함.5. 홀로그램 실험 방법< 장치 만들기 >(1) 광학대에 레이저를 고정시켜 설치한다.(2) 공간필터를 레이저 앞에 설치하고 조절하여 맞춘다. 입사구 상하를 먼저 조절한 다음 방출구 상하를 조절하여 빛이 나가게 한 다음 거리를 조절하여 일정한 빛이나오게 한 다. 이때 공간필터를 거친 빛이 약간 확산된다. 공간필터의 거리는 입사구와 방출구의 거리를 멀리한 다음 차츰 가깝게 한다. (방출된 빛이 회절되지 않게 잘 조정한다.)(3) 공간필터 다음에 빔스프리터를 설치하여 빛을 두개로 나눈다. 필요에 따라서 물체에 가 는 빛을 강하게 할 필요도 있다. (물체의 반사도에 따라 다르지만, 보통 물체의 밝기와 기준파의 밝기의 비를 5:1정도가 적당하다)(4) 필름홀더를 설치한다. 이때 필름홀더의 설치에 따라 반사(reflection)를 이용하는 법과 투과(transmission)를 이용하는 방법이 있다. 기준파로 삼을 빛이 비스듬하게 비칠 수 있게 한다. (필름홀더는 산란이 적은 유리로, 필름을 잡아줄 수 있어야 한다)(5) 물체를 필름앞에 설치한다. (이때 물체가 기준파의 빛이 필름에 들어가는 것을 막지 않 게 하고, 물체와 필름간의 거리는 10cm정도가 적당하다)(6) 물체에 빛을 비추어보고 필름을 통해서 잘 보이는가 확인 한다.< 촬영 >(1) 레이저가 켜져 있는 시간을 맞추어 놓는다. 사물에 따라 변화가 심하다. 특히 금속이 반 사도비완료된 상태에서 주위를 어둡게 한 다. (빛이 들어가지 않는 암실을 이용하는 것이 좋다.)(2) 필름을 필름홀더에 끼운다.(3) 일정한 시간동안 물체를 촬영 한다. 금속일 경우 15초가 적당하다. (노출시간은 물체와 필름에 따라 다르다.) 촬영도중 필름이 흔들리지 않도록 한다.(4) 필름을 회수한다.6. 홀로그램의 응용주변에 홀로그램을 찾아 볼 수 있다.홀로그래피는 우리 주위에 흔치 않은 것 같지만 실상 그 원리를 응용한 기기나 물건들이 더러 있다. 신용카드나 인증서, 고액화폐 등에는 홀로그램을 붙여서 복사나 위조가 어렵도록 하고 있다. 신용카드에 붙어 있는 홀로그램은 반사형으로 자연광을 사용한다. 자연광의 홀로그램은 물론 단색광을 이용하는 경우 더욱 선명한 상을 볼 수 있다.자연광(백색광)에서 투과형 홀로그래피는 투과해서 나타나는 상보다 다른 파장으로 인한 회절이 강하게 보이기 때문에 보기에 어려움이 있다. 그러나 반사형이라면 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 이는 반사되는 빛은 선택적으로 파장을 결정할 수 있기 때문이다.예로 반투명의 홀로그래피의 아래쪽에 푸른색 판이나 붉은색 판을 두면 반사되는 빛도 그에 따라 푸른색과 붉은색으로 되기 때문이다.물론 다른 파장을 가진 빛의 회절로 인해서 상이 흐려지거나 위치에 따라서 다양한 변화를 하지만 입체상을 육안으로 확인할 수 있다. 신용카드용 홀로그패피는 대량으로 생산해야 하기 때문에 주로 프레스를 이용해서 홀로그래피 패턴을 찍어내듯이 복사하게 된다홀로그램의 원리와는 다른 것이지만 양쪽 눈으로 보이는 상을 다르게 하여 입체상을 느끼게 하는 것이 여럿 있다. 그 중에 렌티쿨러판이 있는데 이는 과자나 아이들 장난감에 부착되어 있는 스티커로 표면에 볼록한 면이 나란하게 배열되어 있어 빛의 굴절에 의해 각각의 눈에 다른 그림이 보이도록 한 것이다. 이 두 가지 다른 그림으로서 오른쪽과 왼쪽의 눈이 관측하는 물체의 그림으로 했다면 우리는 입체로 인식하게 된다. 한편 전혀 다른 그림들을 부착해 놓으면 보는 방향에 따라 그 한다.

공학/기술| 2002.10.17| 9페이지| 1,000원| 조회(1,749)

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