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엘리베터 기계실에 에어컨을 서치이유
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.에어콘은 필요합니다.사실 하계의 폭염 발생 경우기계실 내 제어반 판넬 고장 / 잦은 멈춤 및 사고 위험 발생이 큰데요권상기 모터 과열로 인한 기계실 화재 / 안전 위험고온다습 환경으로 제어반 전기장치 누전/고장 , 로프 부식 등으로 인한엘리베이터 내구연한 감소교체주기 감소실질적 비용증가 가능성 높아지고사용불가 따른 주민 피해 도 늘어날 가능성이 큽니다.단지 에어콘 뿐 아니라 제어판넬 들 자체에도 냉각팬이나 선풍기 필요하며제습기도 구비하시는 게 좋습니다.안되면 제어판넬 안에 물먹는 제습기라도 항상 교체해야합니다.
학문 / 기계공학
24.07.19
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강제 대류에 의한 냉각 비율을 구할 수 있을까요???
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.최대한 간단하게 말씀드리겠습니다.일단 철을 60도까지 가는 데 걸리는 시간은 계산식에서 제외하겠습니다.말씀하신건 두 조건의 냉각 속도라 하셨는데요.결론을 간단히 말씀드리면냉각속도라는 건 결국철 물질에서 뽑아내는 열량의 비율을 보면 됩니다.1번조건 0.2 m/s 30도 바람 2번조건 8 m/s 30도도 바람 으로 나눌 때뽑애내 지는 열량을 식으로 본다면열량 기본식q = Q v cp (T2 - T1 ) 으로 계산가능한데q는 온도차에 의해 냉각되는 열량 Q는 풍량 v는 공기 비체적 cp 정압비열 T2 : 냉각될 물체 온도, T1 : 냉각공기 온도라고 봤을 때 풍량 자체는 구할수 없으나 공기공급 토출구 면적이 동일하다는 조건이라면 Q = 토출구면적 * 토출 풍속 이므로비율 계산이기에 그냥 풍속을 넣고 계산해 봅니다.비열은 동일 하고 공기비체적 동일하고 공기공급 토출구 동일 하다는 가정이면풍량은 풍속에만 비례하므로그럼 결국 풍속만으로 계산하면각 조건이 뽑아내는 열량의 비율을 구할 수 있겠지요조건 1 냉각열량 : 풍속 x 토출구 면적 x 공기비체적 x 공기비열 x 온도차 -> 0.2 x (400 -30) = 74 kcal/h조건 2 : 풍속 x 토출구 면적 x 공기비체적 x 공기비열 x 온도차 -> 8 x (400 -30) = 2960 kcal/h조건 2 : 조건 1 = 2960 : 74 = 40 : 1결국 조건 2 일 때 40배 속도로 냉각이 되겠습니다다만 산술적인 부분이기에 딱 40배라곤 할 수 없겠고또한 시간이 얼마나 걸리냐에 대한 부분은 다른 계산 식이라 제외 하였습니다.
학문 / 기계공학
24.07.19
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전기차 배터리에서 효율을 높이기 위한 기술은 무엇이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.현재의 기술은리튬 이온 배터리 방식입니다.성능개선 위해니켈 중심 양극 활물질을 사용하여, 에너지 밀도를 30-50프로 향상시키고, 충전속도를 단축고체 전해질을 사용하여 안정성을 높이고, 에너지 밀도를 더욱 향상시키는 방법고체전지 상용화 이전까지 지속적 개선통한 성능개선 추구리튬이온 액체전지 대비 더 강력한고체전지 상용화 기술이 있습니다.액체 전해질을 사용하지않아 발화 위험이 감소하고, 내부저항이 낮아 열발생이 적음액체전지 대비 에너지밀도 높은 고체전지 개발양산체계 구축과 생산비용 절감 통한 고체전지 상용화 단축전지화학 시스템 개선 방향이 있습니다리튬 이온 이상의 새로운 고성능 전극소재 전극 활물질을 개발하여 에너지밀도 높이고 충전속도를 단축하는 방향 개발안전성 높이고 전기전도도 향상시키는 새로운 첨단 전해질 개발전극 표면적을 늘리고 전극 내부 이온 이동경로를 최적화하는 전극구조 개선배터리 상태 실시간 모니터링 및 제어로 성능 / 수명 극대화하는BMS (Battery Management System) 개선고체전지 상용화, 차세대 리튬이온 배터리 개발, 전자화학 시스템 개선 등의기술혁신으로전기차 배터리의 에너지밀도, 충전속도, 안전성, 수명을 크게 향상시키고가격 경쟁력을 확보하기 위해기술개발이 가열차게 진행중입니다.또한 이런 기술 발전에 더불어폐배터리 재활용/ 무선충전기술/ 에너지 저장 시스템 연계 기술 등다양한 기술들이 발전한다면전기차는더욱 친환경 적이고도 안전한 미래 이동 수단이 되겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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키보드 소음나는 것과 무소음 키보드의 차이
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적으로 저희가 쓰는탁탁탁 소리나는 키보드는 기계식 키보드인데요.무소음 키보드는 여러가지 동작원리가 있으나가장 일반적인것은각 키의 소리를 억제하는 방식입니다.억제기술을 나열해 본다면저소음 스위치 사용무소음키입력 장치 사용으로 작동시 소리 저감하도록 설계된제품 사용소음 흡수 재질 사용일반키보드는 일반적 플라스틱 재질로 소음발생이 쉬우나소음흡수 재질을 키 하단에 부착하여, 키누를 시 발생충격을 완화키 이동거리 저감일반키보드는 키 누를 시 이동거리 유격이 크르로 소리발생하는데무소음은 키 스위치를 조정하여 작동 시 필요한 최소이동만으로 입력 인식하도록 설계소음억제 프로그램 사용소음을 감지하고 분석하여, 해당 소리를 최대한 억제하는 소프트웨어를 쓰는데키 발생 시 발생소리의 주파수와 진폭을 분석하여 이를 필터링 하는 기능 수행이러한 방식들이 병합되어 사용되어무소음 키보드가 소음을 줄이는 방식입니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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에어컨을 통해서 나오는 따뜻한 바람과 시원한 바람의 합은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하시는 요지는실내에서 시원한 바람이 나오는 만큼의 열이실외기에서 뜨거운 바람이 나오는 만큼의 열과 같은 양이 아니냐? 라는 말로 해석하는게 맞을 듯 합니다.말씀하시는 온도를열량이라고 이해하고 설명드리겠습니다. ( 온도의 합이 0이 되는게 아니고, 열량의 합이 0이된다고 하는게 적절하겠습니다. 왜냐하면 공기가 가지는 열량 = 공기흐름양 x 공기온도차 라고 간단하게 나타낼 수 있겠습니다 실제 열량 구하는 계산식은 Q = mCp (t- t`) 라는 방식으로 계산되는데 쉽게 '공기가 가지는 열량 = 공기흐름양 x 공기온도차' 라고 풀어서 적었습니다 )에어콘의 원리를 간단하게 풀면실내에 있는 열을 열을 이동하는 유체를 이용해서실외로 뽑아내서 버리는 장치가 에어콘 입니다.그럼 실내기에서 일단 바람을 빨아들여서그걸 냉각핀을 통해 지나면서 열을 냉각핀으로 뺏기고(냉각핀 내에 냉매가 열을 얻고)그럼으로서 냉각된 공기를 실내로 불어주는 것이며뺏아온 열을 냉매배관 내의 냉매가 열을 머금은 상태로실외기 의 배관으로 가서실외기 팬을 돌려서 배관 내 냉매의 열을 식혀주는 것이지요.실내기 - 실외기 를 왔다갔다 계속해서 싸이클이 돌아가는 방식입니다.전문적으로 풀어서 설명드리자면실내기( 증발 코일) 에서 코일에서 실내 공기의 열을 흡수하면내부 냉매가 증발하면서 저온 저압의 증기가 되고그것을 실외기로 이송하여압축기에서 압축을 하여 고온 고압의 증기로 만듭니다왜냐하면 한번 증발된 증기를 다시 상온에서 재이용 하려면상온보다 더 높은 온도로 만들어야 공기로 냉각이 되기에 그렇구요그렇게 만들어진 고온고압 냉매 증기를 실외기 냉각핀을 통해서 흐름과 동시에 실외기 팬이 돌면서 공기로 냉각시킵니다.그럼 거기서 고온고압의 증기가 증발잠열을 빼앗기면서응축되고고온고압의 냉매 액체가 됩니다.이것은 다시 실내기에서 증발하려면 압력도 낮아야하고 열을 받아들이려면 온도도 낮아야하는데이것을 실내기 핀으로 들어가기 전팽창밸브를 지나게 됩니다.그러면거기서 단열 팽창 과정을 거치면서저온 저압의 냉매 액체가 되지요. (단열팽창 과정이므로 실제 냉매가 가지는 열량은 동일합니다)그 저온저압의 냉매액을 실내기 증발코일로 흐르게 하면거기서 다시실내공기를 흡입하면서코일에서 저온저압의 냉매액이 증발잠열을 얻으면서(= 실내 열을 빼앗으면서 )증발을 하게되어저온 저압의 냉매 증기가 되고이게 실외기 압축기로 가서같은 싸이클의 반복을 시행합니다.이 과정에서실내기에서 증발잠열을 통해서 뽑아낸 열량이실외기 냉각코일에서 실외기 휀을 통해서 냉각시켜주는 열량과 같다고 보면 되는 것입니다.만약 실외기 휀이 좋지 못하거나 압추기 상태가 안좋거나 해서실내에서 뽑아낸 열을 실외기 에서 잘 버리지 못한다면실내 뽑은 열 = 실외기 버리는 열 이 안되겠지요?그럼 어떻게 되나요제대로 못버리니 계속 반복되어 실내는 더워지는 결과를 초래하겠습니다.어설픈 설명이 도움이 되길 빕니다.제 전공 쪽이라 아는 만큼 쉽게 설명드려봅니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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기계가 가공하기 위해서는 기어라는 부품이 필수로 들어가는데 기어에 대한 내용을 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계 가공에서 선반은 빠질 수 없는데요선반의 주축대 방식에 따라기어식 주축대, 단차식 주축대로 나눌 수 있습니다.단차식은벨트걸이식으로 구조가 간단하나고속회전이 어렵고주축속도 변환이 작습니다.또한 백기어 설치로 저속강력절삭이 가능하고값이 싸지만 운전 시 위험성이 큰 부분이 있습니다.기어식은 전치차식 으로도 부르는데단차식에 비해 강력하고 확실한 구동이 가능하고변속은 레버로 하므로 조작이 간단하고 안전합니다고속회전 및 속도의 단수를 많이 변경가능하고속도 역비를 크게 가능합니다또한 기계설치가 용이합니다다만기계가 복잡해져서 값이 비싸고, 동력손실이 단차식보다 큽니다.전치차식에는기어의 물림을 바꾸는 방법으로 슬리아딩 기어식, 클러치식, 슬라이딩 키 방식 등이 있습니다.슬라이딩 방식축에 고정된 기어와 스프라인 축위를 미끌어지는 기어가 있어서미끌어지는 기어를 축위에 이동시켜서 바꾸어 물림으로 적당한 회전을 얻는 방식타방법에 비해 직접 기어를 이동시키므로해서, 장소가 넓게 필요로해서주축대가 전체적으로 길어지는 결함있음클러치식모든 기어가 축에 대해 공회전 하는 상태기어에 클러치가있어 주축에 연결된 클러치를 축위로 움직여, 필요한 기어의 클러치와 물리게하는 방식이 클러치와 물린 기어가 클러치를 회전시키고클러치 회전으로 기어가 회전하는 방식슬라이딩 키기어가 빈 것없이 모두 물려있는 상태한쪽 축 기어는 모두 축에 고정되어있고, 한쪽 축은 공회전 상태로 유지공회전 축에 키홈을 파고, 이 홈을 따라 좌우로 이동하는 키가 장착되는데키를 움직여서 적당한 기어르 축에 고정시키면, 축 회전은 이 고정된 기어와 물려있는 또 다른 한쪽 기어의 회전에 의해 전달되는 방식기어 이동이 없어 큰 장소를 필요로 하지 않으나키 위치변경이 불편하고 강력한 힘전달이 어려워, 경 절삭용 변속 치차로 사용됩니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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자전거 체인 기어를 돌릴 때 어떤 원리로 돌아가는 건지 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자전거는작은 힘으로 빠르고 오래 달릴 수 있도록 고안된 기계장치 인데요축바퀴의 원리를 이용하여 작은힘으로 큰 힘을 내는즉, 지렛대의 원리가 작용합니다.페달이 중심축에서 멀기에 작용점이 힘점과 멀어져 큰 힘을 내는 것이고그 큰 힘을 뒷바퀴 기어로 전달하여 움직이는 원리인데요축바퀴에서 또 앞뒤바퀴의 기어비를 통한 지렛대 원리도 적용되는 데요고단일 경우페달에 가해지는 힘은 덜하고, 속도가 느립니다.즉, 출발 시나 오르막 오를 시 저단기어를 사용하게 되구요페달 쪽 기어가 고단이고 뒷바퀴쪽 기어를 저단으로 선택하게되면페달을 밟을 때 힘이 많이 드는 상황이 되나그만큼 뒷바퀴 기어를 빨리 돌릴 수 있는 상황으로속도를어느정도 내서 관성이 생긴상황에서기어를 올려 페달을 밟게되면회전수가 적어도적은 힘으로 뒷바퀴를 빨리 돌릴 수 있는 원리 입니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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알루미늄과 강철 중에 어떤 것이 더 강한가요.?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.순수한 알루미늄과 순수한 철을 비교해본다면- 철의 인장강도: 약 370 MPa- 철의 압축강도: 약 300 MPa- 알루미늄의 인장강도: 약 110 MPa- 알루미늄의 압축강도: 약 65 MPa로서 당연히 철이 강합니다만알루미늄합금 과 강철(순철에 탄소를 섞은 일종의 합금)의 강도를 비교해 본다면요단조용 알루미늄의 대표적인 합금으로 두랄루민 이라고 있습니다.항공기 재료 및 총기류 / 자동차 차체 제작에도 쓰이는 데요.(Al-Cu-Mg-Mn 계) 이 합금의 특성은 주물의 결정조직을 고온가공에 의하여 완전히 파괴하고,다음에 이것을 고온에서 물 중에 급랭시킨 후, 시효경화를 일으킴으로써 만들어 지는 합금인데기계적 성질을 본다면1. 인장강도 18 ~ 25 Kg/mm^2 , 연신율 10 ~ 14%,2. 이를 500도 물에 담금질 후 상온에서 4일 이내 경화시키면 인장강도 30 ~ 45 Kg/mm^2 , 연신율 20 ~ 25 % 까지 증가 합니다. 두랄루민의 이 상태는0.2% 의 탄소를 혼합한 탄소강과 기계적 성질이 비슷할 정도입니다.비중 측면에서 본다면 강철 7.8 에 비해 1/3 인 2.9 밖에 안되다보니 특히, 중량을 중요하게보는 항공기기체나 자동차 차체 등의 재료로서 각광받습니다.그외에초두랄루민, 초초두랄루민, 고력 Al 합금 등이 있으며열처리 방법에 따라 인장강도가 최대 50 Kg/mm^2까지 갈 수 있습니다.말씀하시는 강철은탄소강을 말하는 것이며탄소강의 경우 결정 조직에 따라 페라이트, 펄라이트, 시멘타이트로 분류 가능한데페라이트는 인장강도 35 Kg/mm^2,펄라이트는 인장강도 90 Kg/mm^2, 시멘타이트 는 인장강도 35 Kg/mm^2 이하 입니다.페라이트는 소량의 탄소가 섞인 강철로 인장강도는 작고 상온에서 강 자성체 입니다펄라이트는 0.85% C 가 함유되어 있는데페라이트와 시멘타이트의 층으로 나타난조직으로 경도가 크고 자성이 있습니다.시멘타이트는 C를 6.68% 함유한 탄화철로 서 경도와 취성이 커 잘 부스러지는 성질입니다.인장강도 측면에서알루미늄 합금이 아무리 강하다해도 강철 수준에는 미치지 못하나그래도 비중이 1/3 수준에서 상당히 강력한 강도를 지니기에공작 재료로서의 상당한 메리트가 있다 보겠습니다
학문 / 기계공학
24.07.18
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인공지능이 기계공학에 미치는 영향은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.현재기공과 졸업생 사이에서는 머신러닝에 대한 관심이 대단합니다인공지능 분야 안에서연구 및 취업기회가 엄청나니까요이 분야는엄청난 데이터 속에서 의미있는 패턴을 찾아내기 위해기계 스스로가 배우고 성장하는 법을 알려줍니다.그에따라기계공학이 단순히 기계를 만드는 영역을 벗어나그 성능을 촉진하고 에측할 방법, 즉 멋긴러닝 연구원들이 할 일 이죠이들은 알고리즘/ 모델 들을 짜내면서 기계가 스스로 학습하는걸 돕습니다대단한 효율성증대 및 비용절감, 다양한 산업에서 한발 앞서게 해줍니다.기계공학에서의 기본인4대역학 지식을 가지고머신러닝 알고리즘을 직집 만드는 과정이라 할 수 있습니다.예를 들어공장의 제조라인을 최적화 시키거나에너지 사용량을 줄여주는 스마트 시스템 개발같이연구원으로서 자신만의 특별한 솔루션을 추가하는 일을 하게될 겁니다.학문은 멈추는 것이 아니기에잠시 다른 분야대비 중요도가 떨어진다고 느껴질 수도 있으나우리 삶 모든 분야에 기계공학이 필수입니다.최근 워낙 인공지능이 떠들석해서 그렇지기계없이는 불가합니다. 발전과정에 있을 뿐장비개선 할때도 AI힘을 빌리게 될것이고사람이기에 미처 발견못한 부분을 AI로 보충하여결국 완벽한 기계를 탄생시키게 될 일입니다.
학문 / 기계공학
24.07.18
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양력의 발생 원리에서 왜 정압이 압력인가요?
일반적인 경우를예를 들어 설명 드려봅니다 물 배관을 예로 정압과 동압을 설명 드려 보자면배관에 물이 꽉 차있고 수고꼭지로잠겨있다 가정합니다.이때 배관은공급되는 수압에 의해배관벽에 압력을 가합니다.물은 흐르지않고 배관벽에 압력 을 가하는 상태로이때는 정압만 존재합니다.유체가 그 주위에 가하는 힘! 그게 정압입니다이때는 정압이 곧 전압입니다.그렇다면 동압은수도 꼭지를 틀었을 때토출되는 물에 의한 압력 세게틀면 세게 밀것이고약하게 틀면 약하게 나올것입니다.유체흐름으로 유체자체 방향으로 작용하는힘이게 동압입니다.그러면 배관에 공급되는 수압은 동일한데세게틀면쫙 나가면서 동압은 커지고배관자체에 가해지는 힘은 약해져서정압은 약해지겠지요약하게 틀면 물줄기가 약하니 동압은 약해지고밀어주는 수압은 동일하니그만큼 배관이 가해지는 부담은 클테니정압은 증가합니다.고무풍선을 예로 들어봅니다사람이 공기를 불어줍니다그럼 그 압이 전압이겠지요거기서 고무풍선의 고무벽에 가해지는 힘이건 정압입니다. 유체가 다른데로 흐르지 않으니까여근데 여기서 고무풍선 입구를 엽니다확열면 나오는 공기에 의한 압력이 커집니다 그게 동압이라면고무풍선 고무 자체가 감당해야하는 힘은 약하겠죠 그게 정압.거기서 풍선입구를 미세하게 연다면공기는 찔찔찔 나오면서 동압은 낮은데풍선자체가 공기힘을 감당하는 정도는 큽니다그게 정압입니다.이럼 예로 이해가 되실 지 모르겠습니다 따라서 비행기 날개를 지나는공기의 압을 대입하면전압은 동일하니빨리지나가는 곳 공기가 빠르니그만큼 이덩방향으로 공기가 미는힘이 쌔니동압은 당연히 높고그 공기가 주변에 가하는 힘은 약하니정압이 낮은 상태겠지요?그게 날개 위쪽일 테구요아래는 설명 안드려도 이제 아시겠구요저의 어설픈 설명이 부디 이해에 도움이 되셨으면좋겠습니다.좋은하루 되세요 ~
학문 / 기계공학
24.07.17
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