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[기계공학] 설계조건에 따른 핀-튜브 증발기의 열전달 특성

설계조건에 따른 핀-튜브 증발기의 열전달 특성요약발표 : 박 기 범 (숭실대학교 기계공학과)Soongsil University Dept. of Mechanical EngineeringNew Material Laboratory적 용 사 례연 구 동 향이 진 호. “공기 측 레이놀즈 수의 범위 내에서 슬릿 핀이 일반적인 평판 핀보다 통과 풍속의 변화에 따라 열전달계수가 80~200%정도 크게 나타난다.” Yoshiaki “ 루버핀의 연구에서 통풍저항과 열전달률을 예측할 수 있는 관계식 제시.” Hiroaki. “ 핀의 고효율화 연구에서 공기측 유동의 불균일한 현상이 소음의 원인임을 핀 사이의 시류 가시화 실험을 통해 밝힘.”연구목적 및 배경다양한 분야에서의 열교환기 사용열교환기의 고효율화와 소형 경량화에 대한 활발한 연구 진행중열교환기 구성인자와 열교환기의 열전달 특성과의 상호관계설계조건의 변경에 따른 영향을 분석하여 새로운 열교환기 설계를 위한 기본 자료로 제시연 구 방 법해석 모델 설정총 전열량설계조건변경에 따른 열전달 특성 영향 인자 도출구성인자변경에 따른 열전달 특성의 측정공기측 열전달계수구성인자의 열전달 특성에 의한 보다 효율적인 설계자료 제시실험조건 및 핀의 형상과 증발기의 사양Specification of evaporators used in this present study실 험 방 법5단계로 변화하는 공기유속을 이용하여 7종류의 설계사양에 따른 전열량 및 열전달 특성 도출 열 풍동 실험장치 - 냉동사이클, 온도, 압력, 습도, 유량을 측정하기 위한 계측장치 및 데이터 처리장치로 구성 -풍량 – 시험구간의 출구부분에 설치된 노즐로 조절 터미널 블록과 모듈 - 증발기 전후단의 공기측 데이터의 분석 ANSI/ASME PTC 19.1 - 온도의 오차범위 평가 (약 ±2%)실 험 장 치열전달 특성의 변형인자열전달 특성에 영향을 주는 인자핀의 형상, 열/단수, 회로수, 핀 간격, 단 간격, 흐름방향총괄 열전달계수핀의 열저항을 고려하지 않을 때핀의 열저항을 고려할 때대수평균온도차과열구간의 대수평균온도차-윤백의 관계식 적용2상구간의 대수평균온도차냉매의 평균증발 열전달계수냉매 국소 증발 열전달계수를 이용하여 계산핀 형상과 열전달 특성의 변화The total heat transfer rate and the air heat transfer coefficient on two fins냉매 흐름형태에 대한 열전달 특성의 변화The total heat transfer rate and the air heat transfer coefficient on three tube circuitsThe air flow direction and tube circuits설계 변수들에 따른 특성의 변화Variation of j - factorColburn j - factor설계 변수들에 따른 특성의 변화Variation of j - factor결 론핀 형상, 냉매흐름방향, 핀 간격 등 여러가지 설계조건에 따른 핀 튜브형 공조용 증발기의 열전달 특성을 실험, 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 루버 핀으로 구성된 열교환기가 Cross counter의 냉매 흐름 방향을 가지도록 설계변경을 하게 되면 단방향 슬릿핀에 비해 높은 효율을 얻을 수 있다. 냉매 흐름 방향이 공기 측과 Cross counter이며 열별 열교환이 이루어지는 회로로 구성된 증발기가 다른 종류에 비해 가장 우수한 열전달 특성을 가진다. 핀 간격이 좁을 수록 열전달특성이 우수하고 공기유속이 증가할 떄 총 열량은 거의 선형적으로 증가한다. j 계수는 레이놀즈 수가 증가할 수록 감소하였다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2003.12.21| 18페이지| 1,500원| 조회(1,121)

핀, 열전달계수, 열전달특성

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엔지니어링플라스틱 평가A+최고예요

1. 엔지니어링 플라스틱의 정의공업재료·구조재료(構造材料)로 사용되는 강도(强度) 높은 플라스틱을 엔지니어링 플라스틱이라고 한다. 강철보다도 강하고 알루미늄보다도 전성(展性)이 풍부하며, 금·은보다도 내약품성(耐藥品性)이 강한 고분자(高分子) 구조의 고기능 수지(樹脂)이다. 이 플라스틱의 성능과 특징은 그 화학구조에 따라 다른데, 주로 폴리아미드·폴리아세틸·폴리카보네이트·PBT(폴리에스테르樹脂)·변성(變性) PPO(폴리페닐렌옥사이드)의 5종류로 분리된다. 이들의 공통점은 분자량이 몇 십∼몇 백 정도의 저분자(低分子) 물질인 종래의 플라스틱과는 달리, 몇 십만∼몇 백만이나 되는 고분자물질이라는 점이다. 따라서 이 플라스틱은 강도·탄성(彈性)뿐만 아니라, 내충격성(耐衝擊性)·내마모성(耐磨耗性)·내열성(耐熱性)·내한성(耐寒性)·내약품성·전기절연성(電氣絶緣性) 등이 뛰어나 그 용도도 가정용품·일반잡화는 물론, 카메라·시계부품·항공기구조재·일렉트로닉스 등 각 분야에 걸쳐 사용할 수 있다. 한편, 이보다 한발 앞서 엔지니어링플라스틱을 유리섬유또는 탄소섬유등과 혼합시켜, 더욱 강력한 특성을 발휘하는 복합재료인 섬유강화플라스틱(FRP:fiber reinforced plastics)의 개발도 이루어졌다.2. 제품별 상세내역2-1. POLYAMIDE (PA)가장 생산량이 많은 대표적인 엔지니어링플라스틱으로 강도, 내약품성, 가공성이 우수하다. 1939년 미국의 DUPONT 사가 개발하였다. 폴리아미드 제품의 대부분은 NYLON6, NYLON66 이며, 특히 NYLON6이 전체의 약 70%를 차지하고 있다. 또 POLYAMIDE는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성, 자기 소화성 (난연성) 등 우수한 성능을 갖고 있으며, 가공성이 우수하여 다른 재료와의 복합재료화가 가능하다. 이러한 복합재료화로 600종 이상의 개질 그레이드가 개발되고 있다. 예를 들면, 나일론을 유리섬유(GF)로 복합화하면 탄성율일 2 ? 3배가 되고, 열변형온도는 190 C 로 상승하여 내열성 재료로 배관부품 등에 이용되고 있다. 특히 자동차 분야에서는 Door Lock, 와이퍼, 탱크용 탭 등 자동차 1대당 폴리아세탈사용부품이 늘어나고 있다.특성플라스틱중 피로수명이 가장 길다. 내마모성, 내약품성, 치수안정성, 내열특성, 흡수성 우수단점투명성이 없음, 접착성, 도장성이 떨어짐. 비중이 큼. 고가. 강산/강알칼리에 약함.2-3. POLYCARBONATE (PC)POLYCARBONATE 의 용도건축물시설물산업자재광고건축물의 외벽실내. 외 천장연결통로방음벽채광창(공장, 체육관수영장, 학교등)온실, 식물원출입구(학교, 공공건물)매표창구(지하철, 은행)자동판매기공중전화 박스자동차 계기판전자렌지 도어전기 전자제품의 명판투명방패보호 헬멧옥외간판디스플레이(Display)실내 사인물매장 진열장2-4. 변성 POLYPHENYLENEOXIDE (변성 PPO)OA 기기 등 전기, 전자분야에 이용이 확대되고 있는 엔지니어링플라스틱으로 강도, 치수안정성, 전기적 특성, 특히 내열성이 뛰어나 복합형 엔지니어링플라스틱이다. 변성 PPO는 메탄올과 페놀을 원료로 하여 만드는 PPO에 폴리스티렌 수지를 가해서 제조하는 복합 Polymer이다. PPO 단독으로는 성형이 어려웠으나 복합화함으로써 성형가공성이 크게 개량되어 급속도로 보급되고 있다. 커넥터, 스위치 등의 전기, 전자부품, 호일커버, Fuse Box 같은 자동차 부품 등에 이용되고 있다. 앞으로는 내약품성 등 결점의 개선과 함께 더욱 다기능화함으로써 많은 용도개발이 뒤따를 것으로 생각된다.단점내후성(외부기후에 견디는 성질), 내약품성(약품에 견디는 성질)이 약함.2-5. POLYBUTYLENE TEREPHTHALATE (PBT)강도,내열성, 전기절연성 등이 뛰어난 엔지니어링플라스틱으로 전기, 자동차 부품으로 사용된다. PBT는 테레프탈산 또는 테페프탈산 다이메틸과1,4-부타디올로 합성된다. 1970년 미국의 Cleanese 사에서 최초로 개발하였다. 치수안정성, 전기절연성, 내마모성 등 뛰어난 특성이 평가되어 불과 10년 사이에 시작하였다. PET는 강도, 내열성, 내후성, 내약품성 등이 뛰어나며, PET 필름과 PET 볼트 등 비섬유 분야에서도 사용이 늘어나고 있다. PET는 용융방사로 의류용 폴리에스테르 섬유를 만드는 것 외에 비디오테이프와 마이크로 필름용을 위해 필름상태로 제조하거나 맥주나 간장을 보관하는 병처럼 성형품으로 사용하고 있다. 향후 오디오, VCR, 컴퓨터용의 자기테이프, 플로피디스크 등의 기재로 널리 쓰이는 한편 가볍고 깨지지 않는 재료이기 때문에 병으로 사용되는 등 그 용도가 확대되리라 생각된다.-액체질소를 이용한 고속 내열 PET 보틀 성형시스템의 블로우 힛셋 공정-2-7. 불소수지내약품성, 내열성, 윤활성이 특히 우수한 불소를 함유한 엔지니어링 플라스틱의 총칭으로 PTFE로 생산이 많이 된다. 불소수지는 분자안에 불소를 함유한 수지를 총칭하는 것으로 폴리테트라풀르오르에틸렌 (PTFE), 폴리클로트리플리오르에틸렌 (PCTFE) 등이 있으며 그 생산량의 약 80%는 PTFE가 차지하고 있다. 불소수지는 내열성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나고 특히 마찰계수가 작을 뿐 아니라 접착, 점착성이 없는 특징도 가지고 있다. 또 PEFE는 용융상태에서도 점도가 높은 관계로 분말을 예비 성형한 후에 소결하는 방법으로 성형을 한다. 불소수지는 전기 전자재료, 기계재료 외에 화학 플랜트의 탱크, 밸브 등 내식성을 필요로 하는 화학분야, 프라이팬과 핫플레이트 같은 가정용품에 널리 이용되고 있다. 앞으로는 체육관 등 대형 구조물 지붕재와 스키 웨어용 방수 통기성의 다공질 필름으로 용도가 확대될 것으로 전망된다.2-8. Epoxy Resin (에폭시 수지)내열성, 전기 절연성 등이 뛰어나며 경화제와 충전제, 보강제등과 조합하여 사용된다. 에폭시 수지란 분자내에 에폭시기를 갖는 열경화성 수지의 총칭이다. 현재 가장 많이 보급되고 있는 형은 비스페놀A와 에피클로로히드린의 축합물이며 총 수요의 약 90%를 차지하고 있다. 에폭시 수지는 내열성, 접착성, 전기절연성, 내약품성, 내수성 계와 공동으로 신기술개발 및 수입품 대체에 주력하고 있습니다.지 석금속 및 비철금속을 연마 또는 절단하는데 필요한 연삭체인 지석은 고속회전 및 정밀가공시 고성능이 요구되고 있습니다. 지석은 지립, 충진제, 결합제를 배합 성형 소성과정을 거처서 제조 되며, 당사에서는 결합제인 페놀수지를 고강도, 고연삭성, 내수성이 우수한 고품질의 제품으로 생산하고 있습니다.마찰재페놀수지는 제동System에 사용되는 마찰재의 결합제로서 사용되며, 폐사에서는 내열성, 내마모성, 마찰계수(μ)안정성 및 Feeling성이 우수한 마찰재용 결합제를 축적된 기술과 철저한 품질관리로서 생산하고 있습니다.연마재연마재는 종이, 포, 부직포 등의 기재 표면에 지립을 부착시킨 것으로서, 연마포, 연마지, 연마벨트, 연마디스크, 수세미 등이 있습니다. 당사에서는 이러한 용도에 적합하고 성능이 우수한 페놀수지를 제조하고 있습니다.성형재료섬유질, 목분 등과 같은 유기질 재료와 무기질 Filler 등을 페놀수지와 혼합, 열성형하여 강도 및 경도가 높고 내열성이 뛰어난 소재를 만들 수 있습니다. 기계부품, 자동차부품, 전기재료 등의 용도로서 우수한 성능과 저가격의 장점으로 인해 산업전반에 걸처 광범위하게 적용되고 있습니다.함 침함침은 섬유, 종이, 포, 목재 등의 소재에 페놀수지를 침투시켜 건조, 가공하는 용도로서 페놀수지는 내열성, 내약품성, 결합강도의 특성을 갖게되며 각종 산업용도에서 우수한 기능을 갖게 됩니다. 당사에서는 다양한 함침용도로서의 페놀수지를 제조하고 있습니다.페놀폼페놀폼은 페놀수지와 경화제,발포제를 혼합하여 발포경화 시킨것으로서 연소시 유독가스 발생이 거의 없으며 단열, 보온 효과도 우수합니다. 당사에서는 이에 적합한 수지와 경화제 및 관련기술을 보유하고 있습니다. 또한 페놀수지는 꽃꽂이폼용로도 우수한 성능을 갖고 있습니다.전자재료반도체 성형재료인 EMC 및 Epoxy CCL에 경화제로서 노볼락형 페놀수지가 사용됩니다. 또한 Epoxy와 반응, 변성용으로도 페놀수지가 사용되는데 당사에서는고 있습니다. 또한, 과거의 일반적 용도 외에도 일렉트로닉스(Electronics), 항공, 우주 등의 용도와 같은 하이테크분야에 이르기까지 그 용도가 다양해지고 있습니다.2-10. 불포화 폴리에스테르 (UP)중합성이 있는 이중결합을 가진 분자량 1,000~3,000 정도의 제1차 수지를 만들어, 이것을 스티렌과 같은 비닐단위체를 사용하여 경화시켜서 성형물(成形物)을 만든다. 일반용 제1차 수지를 만드는 대표적인 예는 프로필렌글리콜 1.1, 말레산 무수물(無水物) 0.5, 프탈산무수물 0.5의 몰비(比)로 취하고 가열ㆍ축합시켜서 제1차 폴리에스테르로 만든다. 이것에 30% 정도 무게의 스티렌을 섞고 중합촉매를 혼합하면, 스티렌과 혼성중합하여 제1차 수지 사이에 다리결합이 생겨 경화한다. 보통 제1차 수지에 스티렌을 섞은 것이 시판되고 있는데, 실제로 사용할 때는 유리섬유로 뼈대를 만들고, 이것에 혼합수지에 중합 촉매를 섞은 것을 함침(含浸)시켜서 상온에서 경화시켜 성형물을 만든다. 200t 정도까지의 소형 선박이나 보트 등을 만드는 데도 사용되나, 플라스틱 욕조ㆍ정화조 등은 대부분 이것으로 만든다. 이밖에 도료용ㆍ화장판용, 또한 운동용구로서 장대높이뛰기용ㆍ스키용 등이 있다. 옷의 단추, 건축재료로서 지붕용의 플라스틱 파형판(波形板)으로도 사용된다. 이 수지는 일반적으로 유리섬유로 강화되기 때문에 섬유강화 플라스틱(fiber reinforced plastics:FRP)이라 한다. 최근에 발달한 성형법을 사용하면 강철과 같은 강도를 가진 FRP도 만들 수 있다. 유리섬유뿐만 아니라 나일론이나 테트론 같은 섬유도 사용되며 엔지니어링 플라스틱(공업용 플라스틱)으로 쓰인다. 불포화 폴리에스테르수지의 성분은 여러 가지이다. 예를 들면, 프탈산무수물 대신에 이소프탈산을 쓴 것도 있어서, 특히 내약품성이 좋은 것을 만들 수 있는데, 불에 타는 것이 결점이다. 또 디알릴프탈레이트(DAP)를 겔화(化)하기 시작할 정도로 중합시킨 것도 불포화 폴리에스테르수지로 분류하는 경우가 많

공학/기술| 2003.11.15| 14페이지| 1,500원| 조회(1,540)

플라스틱, 엔지니어링, 폴리아미드

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동종 및 이종접착부재에 대한 인장시험

{동종 및 이종접착부재에 대한 인장시험곽성길·박기범·유원식·유인효·이주환·변성근Tensile Test for Adhesively Bonded components ofHomogeneous and DissimilarSung Kil Kwack·Kee Beom Park·Won Sik Ryu·In Hyo Ryu·Joo Hwan Lee·Sung Kyun ByunKey Words: Adhsively Bonded Joint(접착이음), Double-Cantilever Beam(이중 외팔보), Interface Crack(계면 균열)AbstractApplication of adhesively components homogeneous and dissimilar are increasing in various industries such as ceramic/metal and resin/metal bonded joints. IC package, brazing, coating and soldering techniques. In spite of such wide applications of adhesively bonded homogeneous and dissimilar, the method do tensile test for DCB adhesively bonded interface has not been established clearly. In this paper, through the static tensile test experiments of DCB specimen adhesively bonded interface were propose and discussed.1. 서 론비용접성 이종재료의 동시접착이 가능한 구조접착은 자동차를 비롯하여 항공기, 우주선, 선박, 철도차량, 반도체 등의 각종 산업분야에 그 활용이 날로 증가하고 있다. 이러한 접착구조재의 접착제(adherend)와 접착재의 계단면(interface edge)은 응력특이점(stress)이 되어 이곳을 기점으로 초기 균열이 발생하고, 접착계면을 따라 균열이 진전하는 계면파괴의 양상을 나타내는 것이 일반적이다.접착구조재 설계시 동종 및 이종접착부재의 각각의 경우가 인장력을 받는경우 안전하중값의 차이를 아는 것은 매우 중요하다.인장시험시 동종 및 이종접착 부재를 이용한 인장시험은 잘 이루어지지 않고 있어 그에 대한 연구가 요구되고 있다.따라서, 본 시험에서는 알루미늄(Al)과 아크릴(Acryl)을 이용하여 4종류의 DCB(double-cantileverbeam)시험편을 고안·제작하여 인장시험 시 동종 및 이종접착부재에 따라 최대응력값에 미치는 영향을 검토하였다.2. 시험편 및 실험방법2.1 시험편의 형상 및 치수시험편의 접착체는 균질재인 알루미늄과 아크릴이고, 접착제는 구조접착제로 널리 사용되고 있는 에폭시계 세메다인(Cemedine;Ced.) 1500을 사용하였다. 접착체와 접착제의 기계적 성질은 실험에서 직접 구하였고, 그 결과는 Table 1 과 같다. 시험편의 형상 및 치수는 접착체가 동종과 이종에 따라 인장에 미치는 영향을 분리·평가하기 위하여 동종(Al/Ced./Al, Acryl/Ced./Acryl)과 이종(Al/Ced./Acryl)으로 구분하여 DCB 접착 시험편을 고안·제작하였다. 각 시험편의 형상 및치수는 Fig. 1과 같이 하였다.2.2 시험편의 제작시험편에 대한 접착체는 알루미늄 판재와 아크릴 판재를 Fig.1 과 같은 형상과 치수로 밀링 가공하고, 접착면을 #220의 사포(sand paper)로 최종 다듬질하였다. 가공된 알루미늄과 아크릴 접착체를 아세톤으로 세정하고, 물로 세척한 후 건조시켜 접착제로 접착하였다. 접착제는 주제와 경화제의 혼합비는 1:1의 중량비로 혼합하였다. 접착제는 기포가 생기지 않도록 충분히 혼합시킨 후 인공 예비균열의 성형을 용이하게 하고, 접착층의 두께를 일정하게 유지시키기 위하여 0.2 mm두께의 테플론필름을 시험편 접착부위의 끝단에서 2 mm가량 되도록 시험편의 상하면 사이에 삽입하였다. 또한, 접착압력을 일정하게 유지시키기 위하여 접착한 DCB 시험편을 지그에 고정한 상태로 전기로 내에서 60℃로 2시간 동안경화, 실온에서 24시간 동안 자연 경화시켰다.2.3 실험방법시험기는 만능재료시험기(Hounsfield H10KT)를 사용하여 핀 하중을 작용시키고, 하중속도는 0.05 mm/min으로 하고, 변위제어 방식으로 실험하였다. 하중-변위선도는 하중을 0인 상태에서 서서히 증가시켜 접착부재가 파단시까지 기록하였다.{Table 1. Materials properties of adherend and adhesiveMaterialpropertiesDensityρ(10 ㎏/㎥)Young's modeulesE (㎬)Poisson's ratioνSpecimenmaterialsAdherendAcryl1.182.940.35Aluminum2.7065.560.32AdhesiveCed.15001.072.060.40{Fig.1Shape and dimension of Adhesively Bonded DCB specimen{Fig.2Load-displacement diagrams drawn by experiment(Al/Ced./Al){Fig.3Load-displacement diagrams drawn by experiment(Acryl/Ced./Acryl){Fig.4Load-displacement diagrams drawn by experiment(Acryl/Ced./Al){Fig.5Load-displacement diagrams drawn by experiment(Al/Ced./Acryl){Fig.6Tensile Test for Adhesively Bonded components of Dissimilar영률 4가지(표 비교고찰)변형률 4가지(표 비교고찰)최대응력값이유 고찰3. 실험결과 및 고찰3.1 동종 접착부재의 인장시험Fig.2는 Al/Ced./Al의 DCB 접착 시험편을 사용하여 실험에서 직접 그려낸 하중-하중점 변위선도이다. 하중-하중점 변위선도는 하중의 증가에 따라 거의 직선적으로 미소증분하고, 접착면의 파단이 발생하기 시작하는 임계하중에 도달하면서 가시적인 변화를 보였다.Acryl/Ced./Acryl3.2 이종 접착부재의 인장시험Al/Ced./AcrylAcryl/Ced./Al4. 결 론4가지 종류의 DCB 시험편에 대한 임계하중을 구한 후, 동종 및 이종의 접착체와 임계하중과의 관계를 비교ㆍ검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

공학/기술| 2003.11.15| 4페이지| 1,500원| 조회(410)

인장시험, 초음파, 이종접합

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water-jet가공 평가B괜찮아요

Water Jet Cutting숭실대학교 기계공학과 변성근, 박기범Water Jet□정 의 -워터젯은 과거 석탄사업 및 건설, 건축용 자재 절단용으로 개발된 기술이며 초고압 발생장치에서 토출된 압력을 물과 연마재를 적용하여 물체를 절단하는 기술입니다. -현재는 꾸준한 기술개발로 반도체, 항공산업, 선박산업, 일반기계산업 분야의 절단 및 세척분야 등의 다양한 분야에 적용되고 있습니다Water Jet기존 기계가공의 제약 속도의 제약 날의 마모 큰 반력 Jig와 Fixture대안으로서의 절삭가공법 레이저 가공 전자빔 가공 초음파 가공 방전 가공 워터젯 가공워터젯 가공의 확대 물리적  열적 영향이 거의 없이 재료를 가공 다양한 재료의 가공 다양한 산업에 적용기술 연구 및 보급의 필요성 국내 워터젯 기술의 부족 국내 워터젯 산업의 확대역사적 배경1930년대 러시아에서 석탄 채굴에 처음 시작 1960년대 초 산업적인 기계가공에 적용(일본) 1972년 McCartney 제조회사에 의해 처음 개발, Flow사가 로봇 절삭 공정 개발을 위해 산업화 시킴. 1980~1983년 사이에 연마제를 첨가한 워터젯 상용화 고압 저유량  저압 고유량 분사노즐 강화 (고압 저유량) 현재 CNC 제어에 의한 Water jet 가공을 이용한 시스템의 자동화Abrasive Water Jet Technology워터젯의 특징 - 기존의 절단 방법으로는 불가능하거나 취약하였던 소재(예: 열처리로 경화된 소재 또는 고경도 재질, 비철류, 유리, 수지, 석재등)의 절단에 적합하며 우수한 품질을 얻을 수 있다. 2.- 형상에 영향을 받지 않아 자유로운 디자인이 가능하며 복잡한 제품의 절단에 적합하다. 3.- 절단면의 조도 및 품질이 우수하여 후가공 시간이 현격히 단축된다. 4- 물을 이용한 절단이므로 폭발성, 산화성, 휘발성이 있는 제품의 절단에적합하다. - 환경 친화적인 기술로서 작업중 분진, 유해 Gas등이 발생하지 않으며 기존의 재래식 장비의 단점을 보완하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다.Fluid Jet의 종류연속류 워터젯(Continuous Water Jet) 연속적인 순수한 물 분사 (Pure water jet) 속도 915m/s, 펌프압력 414Mpa 정도 파괴(Failure), 침식(Erosion), 파단(Fracture)에 의한 미묘한 복합작용. 섬유질, 다공성, 입자결합형, 연질의 재료 등에 가공 (박판의 금속 포함) 재료 경도에 따라 65000psi(448MPa) 고압 펌프 사용. 연마제 워터젯(Abrasive Water Jet) 고운 연마제를 순수한 물에 첨가하여 절삭효율을 향상시킨 방법 현재 가장 널리 사용 됨 : 고체 입자에 의한 침식/절단 작용과 유사 물 역할 : 연마제 입자를 가속시키고 가공 후 씻어냄 유리, 금속, 세라믹 등의 경도가 높고 치밀한 재질의 가공에 적합. 장점: Pure Water Jet보다 저압에서 가공(사용영역 확대) 단점: 연마제로 인한 오염과 유지비가 약 10배 상승Fluid Jet의 종류맥동형 워터젯 (Pulsed Water Jet) 연속류에 속도차를 주어 물방울의 결합에 의한 충격압을 이용하는 방법 물방망이 효과(Water Hammer Effect) 이용 : 펌프압 70Mpa, 충격압 560Mpa 정도 맥동형의 세가지 유형 Canon or Culmination형 : 물대포 Pressure extrusion형 : Percussive (단속적인 연속형) 형 주로 광산이나 건설분야에서 활용 가능 캐비테이팅 워터젯 (Cavitating Water Jet) 13.7Mpa~68.5Mpa의 압력 범위의 연속류 워터젯에 인위적으로 공동현상에 의한 기포(Cavitating bubble)을 형성시켜 재료에 충격압을 증가시키는 방법. 장단점 비교적 저압에서 작동되며, 노즐과 고압관련 장비의 수명이 연장 절단면이 넓어 세정작업과 수중 작업에 유리 큰 노즐직경(기포 발생) 절삭품질 감소Abrasive Water Jet Technology연마제 워터젯 시스템의 구성On/Off valve Jet former The catcher 구동장치 구동 제어 장치유압펌프 증압기 축압기정수 장치 전기 모터Cutting head and motion systemPressure generation systemWater preparation systemAbrasive Water Jet Technology축압기증압기물공급장치구동장치구동 제어 장치유압펌프유압탱크배수흡수 장치제품유압밸브Filter분사장치 (Nozzle)ON-OFF 밸브Abrasive Water Jet Technology증압기(Intensifier) 파스칼의 원리 이용 PwApl=P0(Aps-Apl) 250~400 Mpa의 압력 발생 증압비Aps- AplAplAbrasive Water Jet Technology젯 형성기( The Jet Former) 오리피스와 포커싱 튜브의 정렬 설계 시 중요 파라미터 오리피스의 지름(0.08~0.8mm) 연마제가 투입되는 입구점 연마제 투입 방향 연마제 공급선의 횡단면 혼합실(Mixing chamber)의 길이/지름 비 포커싱 튜브의 지름과 길이{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2003.11.15| 12페이지| 1,000원| 조회(925)

수압절단, 워터젯, 분사노즐

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제트충돌실험 평가A+최고예요

1. 실 험 목 적 :제트 충돌 실험을 하면서 우리가 유체역학시간에 배웠던 운동량 방정식을 다시 한번 이해 하고 형상이 다른 물체에 제트에 의해 작용하는 힘을 구하고 이론 값과 비교한다.2.관련이론 및 실험식가.운동량 보존{{운동량 보존: 비가속 검사체적에 작용하는 모든힘(표면력과 체적력)의 합은 검사체적 내부의 운동량변화율과 검사면을 통과하는 운동량플럭스의 정미 유출률(net rate of flux of momentum out)의 합과 동일하다는 것을 설명한다.{{힘의 평형상태나. 이동하고 변형하는 검사체적용 선형 운동량 방정식일정속도의 검사체적검사체적이 일정한 속도로 이동하는 경우(즉, 등속 직선 운동하는 경우)에는 앞의 식을 그대로 적용할 수 있다. 예로서, 항속 직선 운동하는 배, 비행기, 자동차 등의 경우가 이에 해당한다.이 경우에는, 운동량 플럭스를 계산할 때 절대 속도 를 상대 속도 로 바꾸어도 상관 없다. 이것을 더욱 구체적으로 이해하기 위해 검사표면 출구에서의 운동량 플럭스의 계산식 즉{여기서 는 검사표면 출구에서의 유체의 절대 속도이다. 검사체적이 일정한 속도 로 이동하는 경우 이것은 검사표면에 대한 유체의 상대 속도 로 바꾸어도 좋다. 아래 그림은 속도 상관 관계를 스케치한 것이다.{그리고 은 그대로 이 속도의 검사표면에 수직인 성분으로 한다. 아래 식은 이렇게 계산할 수 있게 하는 식이다.{다. 운동량 방정식1) 선형 운동량 방정식의 유도물체의 운동에 관한 뉴턴 제2법칙은, "외부에서 시스템에 대해 가한 모든 힘의 합은 그 시스템의 운동량의 시간 증가율과 같다"이다. 이것을 수식으로 표현한다면,{와 같다. 여기서 는 시스템 내의 총 운동량이고, 은 시스템에 가해진 외력의 합이다. 운동량은 '질량 속도'이므로 의 단위 질량당 물리량은 속도가 된다. 윗식의 좌변 항은 시스템 기준의 변화율이다. 이것을 검사체적 기준의 식으로 바꾸어야 계산이 가능하다.{위 질량당 물리량인는 속도가 된다. 그러면 윗 식의 좌변은 아래와 같이 된다. 이것을 식 1의 좌변에 대입하면 식 2은 아래와 같이 된다.{일반적으로 는 고정 좌표계에서 측정한 속도 즉 절대 속도이고, 은 이동하는 검사표면에 대한 상대 속도의 수직 성분이다. 그러나 아래에서 설명하겠지만 일정한 속도로 직선 운동하는 검사체적의 경우에는 를 검사체적에 대한 상대속도로 해도 무방하다.일단 정상 상태만을 생각하면 그러면 좌변은 0이 된다. 그리고 좌변의 나머지 항들을 모두 우변으로 넘기면,{이 된다. 이 식의 첫 항이 힘이기 때문에 나머지 항도 힘의 차원을 가진다. 즉, 다른 두 항을 힘이라 생각해도 좋다. 그래서 두 항을 각각{와 같이 두면, 위 식은 아래와 같이 쓸 수 있다.{이 식은 정지된 시스템에 대해 적용되는 정역학적 힘의 평형식이라 생각하면 편리하다. 다만, 과 은 시스템의 출구 및 입구를 통해 유체가 나가고 들어올 때 발생되는 힘(운동량 플럭스)이라는 사실만 다르다.{우선, 검사표면의 입출구에서 형성되는 유체력(이것은 운동량 플럭스에 해당한다)은 항상 검사표면을 향해 작용한다는 것이다. 출구에서는 유속 벡터가 검사표면에서 바깥으로 향하고 알 수 있는 바와 같이 유체력은 이 속도 벡터와 반대되는 방향이므로 안 쪽을 향하여 작용한다. 그리고 입구에서는 유속 벡터가 안 쪽이고 힘은 속도벡터와 같은 방향이므로 안 쪽을 향한다. 즉 어느 경우든 유체력은 항상 밖에서 검사체적 쪽을 향한다는 사실을 이해할 수 있는 것이다. 다음으로, 유동과 접하는 물체가 있을 때 이 물체에 가해지는 힘은 사실은 물체 표면에서 형성되는 압력에 의한 것이나, 이 힘을 계산하기 위해서 그 압력 분포를 일일이 알아낼 필요가 없다는 것이다.3. 실험장치 및 기구Hydraulics Bench 및 제트충돌 실험장치, Stop Watch, Vernier Caliper{4. 실 험 방 법가. 상판과 투명한 케이싱을 제거하고, 노즐의 직경을 측정하고 target를pan에 붙어 있는 rod위에 부착한다.나. Inlet pipe를 hydraulic bench에 연결한다.다. 알콜수준기(spirit level)를 이용하여 상판을 수평으로 맞춘다.라. Weight pan의 선을 level gauge에 맞춘다.마. 추를 이용하여 weight pan위에 중량을 달고, 벤치의 control valve를

공학/기술| 2003.11.15| 7페이지| 1,500원| 조회(830)

제트충돌, 운동량방정식, target plate

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