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오래된 가전제품은 왜 에너지 효율이 떨어지나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.사용기간이 오래된 가전제품의 경우에너지 효율이 새것에 비해 떨어지는 이유는 여러 가지가 있습니다.관련된 부분을 나열해 보면부품의 노후화시간이 지나면서 주요 부품(모터, 컴프레서 등)의 성능이 저하됨부품의 마모나 손상으로 인해 에너지 손실이 증가내부 배선의 노후화전선의 피복이 벗겨지거나 연결 부위가 헐거워지면서 전력 전달 효율이 떨어짐저항이 증가해 전력 소모 증가열화 현상사용기간이 길어지면서 내부 부품의 온도가 상승해 열효율이 감소특히, 냉방기 같은 경우 냉매 누출 등으로 인해 냉각 성능이 저하소프트웨어의 최적화 부족초기 출시 당시의 설정값이 그대로 유지되면서 최신 모델에 비해 에너지 효율이 떨어질 수 있음먼지 및 오염내부에 쌓인 먼지나 이물질이 부품의 작동을 방해하고, 열 배출을 저해하여 에너지 효율 감소위와같은 윈인들로 인해 사용기간이 오래된 가전제품은 새 제품에 비해 에너지 효율이 떨어질 수밖에 없지만 정기적인 점검과 청소, 부품 교체 및 제조사 AS 등을 통해 일정부분 효율을 개선할 수 있는 부분도 있음을 감안하시면 되겠습니다.
학문 / 기계공학
24.11.18
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자율주행이 현실 가능한 기술 일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자율주행 기술에 있어서실현 가능성과 현실적 문제점 들에 대해 구분해서 나열해 보면1, 실현 가능성인공지능 및 센서 기술의 발전으로 자율주행의 기초 기술들이 상당 부분 확보됨다양한 시뮬레이션과 테스트 주행을 통해 안전성 입증주요 자동차 제조사와 IT 기업들이 적극적인 투자와 연구 개발 진행 중정부 차원에서도 관련 규제 완화 및 인프라 구축 추진 등으로 실현가능성은 높아지는 추세2, 현실적 문제점기술적 한계복잡한 도로 상황 및 돌발 변수 대응에 대한 완벽한 알고리즘 구현의 어려움 존재날씨, 조명 등 외부 환경에 따른 인식 오류 발생 가능성센서 오류나 해킹 등의 보안 문제 우려윤리적 문제사고 발생 시 책임 소재 문제인명 피해와 관련된 윤리적 딜레마자율주행 시스템이 사람의 판단보다 우선시될 경우 사회적 합의 필요인프라 부족자율주행 차량이 원활하게 운행될 수 있는 도로 환경 및 통신 인프라 미비주차 공간, 신호 체계 등 기존 시스템과의 호환성 문제비용 문제자율주행 기술 개발에 소요되는 막대한 투자 비용상용화 이후 차량 가격 상승 우려'등의 문제점 들이 상용화를 가로막는 현실적인 문제점으로 파악됨위와같이 자율주행 기술은 여러 가지 기술적, 윤리적, 인프라적인 문제들이 존재하지만, .지속적인 연구와 기술 발전으로 점차 해결 가능성이 높아지고 있는 상황으로 판단 가능합니다.
학문 / 기계공학
24.11.18
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기계에 윤활제를 바른것과 안 바른것의 수명의 차이는 어느정도 인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적으로 윤활제는 기계 부품 간의 마찰을 줄이고, 마모를 방지하는 역할을 합니다. 그렇기에 윤활제를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 수명 차이는 상당히 크게 나타나고관련 부분을 간단히 구분해서 나열한다면윤활제 사용 시부품 간의 마찰이 줄어들어 마모 속도가 현저히 감소부품의 피로도가 낮아져 고장 발생 확률 낮아짐전체적인 시스템 수명이 연장됨평균 2~3배 이상 수명 증가 효과윤활제 미 사용 시부품 간의 직접적인 마찰로 인해 마모 속도가 급격히 증가부품의 피로도가 높아져 고장 발생 빈도 상승시스템 전체의 수명이 단축됨평균 50% 이상 수명 감소 가능성위와같은 정도로 구분 나열이 가능하고특히, 회전 부품이나 하중이 큰 기계일수록 윤활제의 효과가 더욱 두드러지게 나타나며, 윤활제 사용 여부에 따라 수명의 차이가 극명하게 나타날 수 있습니다.
학문 / 기계공학
24.11.18
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요즘 보일러의 기술이 많이 응용되는거 같은데요. 어느수준으로 발전되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다..최근에는 기존의 온수매트와는 차별화된 새로운 기술들이 적용된 매트들이 개발되고 있습니다.그 종류들을 나열해 보면탄소섬유 발열매트탄소섬유 소재를 사용해 열전도율이 높고 빠르게 발열두께가 얇고 가벼워 휴대성이 좋음물 없이도 자체 발열 가능필름형 발열매트얇은 필름 형태의 발열체를 사용해 공간 차지 최소화세탁이 가능해 위생적 관리 가능저온화상 위험 낮춤전도성 섬유 매트섬유 자체에 전도성 물질을 코팅해 전기로 발열물 없이도 사용 가능하며, 세탁 가능에너지 효율이 높아 전기세 절약 효과IoT 기술이 접목된 스마트 매트스마트폰 앱으로 온도 조절 및 예약 기능 제공사용자의 수면 패턴에 맞춘 자동 온도 조절 기능 탑재위와 같은 다양한 신소재와 기술이 접목된 매트들이 지속적으로 연구 및 개발되고 있는 상황입니다.
학문 / 기계공학
24.11.18
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AI가 발전하면서 인간의 역할은 어떻게 변화할까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.AI 발전에 따른 인간 역할의 변화를 나열해 보면1. AI와 인간의 협력공생 관계: AI와 인간의 협력은 점점 심화되고 있습니다. 예를 들어, 자동차 조립공장에서 로봇과 인간이 유연하게 함께 작업하는 사례가 증가하고 있습니다. 로봇은 반복적인 업무와 데이터 처리를 맡고, 인간은 섬세하고 복잡한 작업을 맡습니다AI의 역할: AI는 인간의 업무 집중도를 높여주고, 역량을 증강해주며, 업무 관련 상황변화를 체감하게 합니다. 반면에 인간은 AI를 훈련시키고, 이유를 설명해주고, 초지일관 추구해야 할 목표를 정해주고, 인간의 본연의 가치를 유지합니다2. 새로운 직업과 역할초개인화된 직업: 기술 발전으로 인해 일부 직업은 사라질 수 있지만, 새로운 직업과 역할이 생길 수 있습니다. 예를 들어, 자율 에이전트(Autonomous Agent)가 실리콘밸리에서 널리 사용되고 있으며, 운전을 대신해주는 자율주행 차량이 그 예입니다AI 전문가의 역할: AI가 내놓은 결과값을 검증하는 전문가의 역할이 크게 확대될 수 있습니다. 또한, 문제를 분할하고 재정의하는 능력, AI를 협업도구로 인식하고 장단점과 한계를 명확히 이해하는 것이 중요합니다3. 윤리적 고려윤리적 쟁점: AI 기술의 발전으로 인해 개인 프라이버시 침해, 편향된 알고리즘 도출, 결과에 의한 책임 소재의 불분명 등이 발생할 수 있습니다. 따라서, 지속적인 논의와 법적·사회적 대응 체계가 필요합니다이런 변화들은 결국 AI 기술의 발전 속도에 따라 점점 더 심화될 전망이므로,인간과 인공지능이 상호보완적으로 발전해야 할 것으로 예상됩니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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하이브리드라는 차는 일바자동차와 어떻게
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반 자동차와 하이브리드 자동차의 차이점 및 장단점을 나열해 보겠습니다.■ 차이점1. 구동 원리일반 자동차: 내연기관만을 사용하여 동력을 얻습니다. 이는 화석 연료를 소모하여 에너지를 생성합니다하이브리드 자동차: 내연기관과 전기 모터를 결합하여 동력을 얻습니다. 이는 주행 중에 발생하는 에너지를 재생하여 배터리를 충전합니다2. 연비일반 자동차: 연료 소모량이 높을 수 있으며, 주행 환경에 따라 연비가 달라집니다하이브리드 자동차: 전기 모터가 가속이나 감속 시에 보조를 하여 연료 소모량을 줄이고, 주행 중에 발생하는 에너지를 재생하여 배터리를 충전합니다. 이는 주행 환경에 따라 연비가 더 좋게 나타납니다.3. 배기가스 배출일반 자동차: 내연기관을 사용하여 화석 연료를 소모하므로, 배기가스 배출이 발생합니다하이브리드 자동차: 내연기관과 전기 모터를 결합하여 동력을 얻기 때문에, 배기가스 배출이 줄어듭니다. 특히, 전기 모터를 사용하여 주행할 때는 배기가스 배출이 거의 없습니다4. 주행 성능일반 자동차: 주행 성능은 주로 내연기관의 출력에 의해 결정됩니다. 고속 주행 시에는 내연기관의 출력이 중요합니다하이브리드 자동차: 내연기관과 전기 모터가 함께 작동하여 높은 출력을 낼 수 있습니다. 특히, 가속 시에는 내연기관과 전기 모터가 함께 작동하여 높은 출력을 낼 수 있습니다■ 장단점일반 자동차:장점: 가격이 저렴하고, 구조가 단순하여 수리 비용이 적습니다.단점: 연비가 좋지 않으며, 배기가스 배출이 발생합니다.하이브리드 자동차:장점: 연비가 좋고, 배기가스 배출이 줄어듭습니다. 또한, 고속 주행 시에도 높은 출력을 낼 수 있습니다.단점: 가격이 높고, 구조가 복잡하여 수리 비용이 높을 수 있습니다. 또한, 무거운 배터리가 들어가기 때문에 무게가 무거울 수 있습니다위와 같은 차이로 인해 하이브리드가 좋은면이 있으나가격 및 구조복잡성에 의한 단점을 가집니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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자동차의엔진을 내연기관이라고 부르는데
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.내연기관(Internal Combustion Engine)은 열에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 장치로, 연료와 공기를 실린더 내부에서 연소시켜 발생하는 고온 고압의 연소가스를 피스톤이나 터빈의 날개에 작용시켜 동력을 얻는 방식입니다. .내연기관에 대해 열거해 보면1. 정의와 분류정의: 열에너지를 이용하여 기계적 에너지를 얻는 장치 중, 연소를 통해 열에너지를 얻는 기관을 연소 기관이라하고. 내연기관은 이 중에서 연소가스가 곧 작동유체와 동일하며, 연소과정이 엔진 자체 내에서 발생하는 장치입니다2. 작동 메커니즘흡입(Intake):연료와 공기가 실린더에 흡입됩니다. 이 과정에서 공기와 연료는 연소에 알맞게 혼합됩니다압축(Compression):흡입된 공기와 연료가 실린더 내부를 밀폐시켜 압축됩니다. 이 과정에서 공기와 연료는 고온 고압의 상태로 변형됩니다폭발(Power):압축된 혼합기가 점화되거나 연소되며, 고온 고압의 연소가스가 발생합니다. 이 연소가스는 피스톤을 밀어내어 기계적 에너지를 생성합니다배출(Exhaust):연소 후 배기가스는 실린더 밖으로 배출됩니다. 이 과정에서 실린더는 다시 준비 상태로 돌아갑니다.3. 내연기관의 종류Spark Ignition Engine(불꽃점화엔진):가솔린 엔진이 이에 속합니다. 연료를 점화하여 연소를 일으킵니다Compression Ignition Engine(압축착화엔진):디젤 엔진이 이에 속합니다. 연료를 압축하여 연소를 일으킵니다4. 행정(4행정):가장 보편적인 내연기관의 작동 원리는 4행정 방식입니다. 이 과정은 다음과 같습니다:Intake: 공기와 연료를 실린더에 흡입합니다.Compression: 흡입된 공기와 연료를 압축합니다.Power: 압축된 혼합기를 점화하여 연소합니다.Exhaust: 연소 후 배기가스를 실린더 밖으로 배출합니다위와같은 메커니즘으로 작동하는 내연기관은 운송 차량, 항공기 및 산업용 엔진 등에 광범위하게 적용되고 있습니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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인장력과 압축력은 어떤 차이점이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.재료에 작용하는 인장력과 압축력의 차이점을 열거해 본다면1. 힘의 방향인장력: 인장력은 부재를 잡아 당기는 힘이며, 부재의 단면에 발생하는 내부 저항력입니다. 이는 부재가 길이 방향으로 늘어나며, 단면 전체가 저항하는 것으로 가정됩니다압축력: 압축력은 부재를 누르는 힘이며, 부재의 단면에 발생하는 내부 저항력입니다. 이는 부재가 길이 방향으로 줄어들며, 힘의 직교 방향으로는 확장되는 변형을 보입니다2. 변형 형태인장력: 인장력은 부재가 길이 방향으로 늘어나며, 그 직교 방향으로는 줄어드는 변형 형태를 보입니다. 이는 인장 변형 상태로, 부재가 파괴되기 전에 임계점에 도달하면 그 즉시 끊어지는 것으로 수명을 다합니다압축력: 압축력은 부재가 길이 방향으로 줄어들며, 힘의 직교 방향으로는 확장되는 변형 형태를 보입니다. 이는 부재가 여러 전조를 보이며 파괴의 과정에 이르게 됩니다3. 응력의 발생인장력: 인장 응력이 발생하면 부재 내부에서 인장 응력이 발생하며, 이는 부재가 힘이 작용하는 방향으로 늘어나는 것을 의미합니다압축력: 압축 응력이 발생하면 부재 내부에서 압축 응력이 발생하며, 이는 부재가 힘이 작용하는 방향으로 줄어드는 것을 의미합니다4. 재료의 강도 활용인장력: 인장력은 재료의 강도를 온전히 다 활용할 수 있습니다. 이는 인장재가 이미 형태를 갖추어주기 때문에, 재료의 강도를 최대한 활용할 수 있습니다압축력: 압축력은 이미 형태가 갖추어진 물체에만 가해질 수 있습니다. 이는 압축재가 압축력에 쉽게 변형하지 않을 정도의 강성이 미리 필요하다는 것을 의미합니다5. 좌굴 현상인장력: 인장재는 좌굴 현상이 발생하지 않습니다. 이는 인장재가 이미 형태를 갖추어주기 때문에, 좌굴 현상이 발생하지 않습니다.압축력: 압축재는 좌굴 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 압축재가 길이 방향으로 누를 때, 옆으로 휘는 현상인 좌굴 현상이 발생할 수 있습니다위와 같은 차이점들로 인해, 인장력과 압축력은 서로 다른 성질을 가지기에재료 특성에 따른 적절한 힘을 주는 것이 중요한 포인트 입니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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용접을할때 긴 쇠꼬챙이를 대는 이유가있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하시는 부분은전기 용접 시 전기 홀더에 끼워서 사용하는 용접봉을 말씀하시는 듯 합니다.용접 시 용접봉의 역할은 다음과 같습니다용접봉의 역할용가재(filler metal):용접봉은 용가재로 용접 모재 사이의 틈을 채우기 위해 필요합니다. 이는 용가재가 모재와 융합하여 용착 금속을 형성하는 역할을 합니다전극의 역할:용접봉은 또한 전극의 역할을 하며, 모재와 용접봉 사이의 아크를 발생시킵니다. 이 아크는 강한 전류를 통해 용융 금속과 용적을 형성합니다피복제의 역할:피복 아크 용접봉의 경우, 피복제가 연소하여 화학 반응을 통해 CO2 가스를 만들고 용접부를 보호합니다. 또한, 여러 가지 합금 성분을 첨가하여 용접 금속의 성질을 개선합니다차폐 작용:용접봉의 피복제가 아크열로 증발하여 차폐 가스를 형성하여 용접부를 보호합니다. 이는 중성 또는 환원성 가스를 발생시켜 아크를 대기로부터 차단하여 용융 지를 보호합니다탈산 작용:용접 공정 중에 산소 또는 불순물 등의 다른 가스를 제거하여 용착 금속을 보호합니다합금 작용Mn, Si, Ni, Mo, Cr 등을 첨가하여 용착 금속의 성질을 개선합니다이온 작용:전자의 이동을 촉진하여 아크의 안정화를 향상시킵니다보온 작용:용접부 표면 위에 슬래그를 형성하여 용착 금속의 냉각 속도를 줄이며, 용접 비드의 표면을 향상시킵니다슬래그 제거:슬래그가 용이하게 제거될 수 있도록 하며, 용적의 주위나 모재의 주위를 액체의 용제 또는 슬래그로 둘러싸여 공기와의 직접 접촉을 막습니다작업 능률 향상:슬래그 생성식과 가스 발생식의 혼합 사용으로 작업 능률을 향상시키며, 스패터가 적고 유독 가스를 발생하지 않습니다위와같은 기능을 가지는 용접봉은 용접 공정에서 매우 중요한 역할을 하며, 용접 결과의 품질을 결정하는 데 결정적입니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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터보엔진에서 발생하는 서징현상의 원인에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.터보엔진에서 터보차저가 회전 중일 때 서징 현상은 여러 가지 원인과 관련됩니다. 서징 현상은 터보차저가 일정하게 회전하고 있을 때, 공기의 토출 압력과 유량이 불안정해지며, 진동과 소음이 발생하는 현상으로그 원인과 방지를 위한 제어방법을 나열해 보겠습니다■ 서징 현상의 원인유량 감소:흡기/배기 밸브의 문제:흡기/배기 밸브 내 카본의 퇴적으로 인해 저항이 증가할 수 있습니다인테이크 파이프의 문제:인테이크 파이프가 심하게 뜨거운 경우, 터보의 압축 효율이 떨어질 수 있습니다토출 공기 온도 이상 상승:흡기 공기의 온도가 설계 한도보다 높을 경우:흡기 공기의 온도가 높아지면, 터보차저의 작동이 불안정해질 수 있습니다Inter Cooler의 Outlet 온도가 설계 한도보다 높을 경우:Inter Cooler의 효율 저하로 인해 공기의 온도가 높아질 수 있습니다Main Motor의 전류 급격한 변동:터보차저의 회전 속도와 전류의 변동:터보차저의 회전 속도가 급격히 변동할 때, 전류가 급격히 변동하여 서징 현상이 발생할 수 있습니다급격한 토출 압력 변동:터보차저의 토출 압력이 급격히 변동할 때:토출 압력이 급격히 변동하면, 유체의 흐름이 불안정해져 서징 현상이 발생할 수 있습니다극단적인 진동 발생:터보차저의 진동과 소음:서징 현상은 심한 진동과 소음으로 이어질 수 있으며, 운전 불가능 및 기계장치 파손을 초래할 수 있습니다■ 서징 현상의 방지 방법유량 감소 방지:IGV & BOV의 정상적인 제어:IGV & BOV가 정상적으로 제어되지 않으면, 서징 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서, 정상적인 제어가 필요합니다Air Filter의 청소:Air Filter가 막히지 않도록 청소하여, 공기의 흐름을 유지해야 합니다토출 공기 온도 관리:Inter Cooler의 효율 유지:Inter Cooler의 효율을 유지하여, 공기의 온도를 관리해야 합니다흡기 공기의 온도 관리:흡기 공기의 온도를 관리하여, 터보차저의 작동을 안정화해야 합니다Main Motor의 전류 관리:터보차저의 회전 속도 관리:터보차저의 회전 속도를 관리하여, 전류의 변동을 최소화해야 합니다급격한 토출 압력 관리:터보차저의 토출 압력을 관리:토출 압력을 관리하여, 유체의 흐름을 안정화해야 합니다진동과 소음 방지:터보차저의 진동과 소음 관리:터보차저의 진동과 소음을 관리하여, 서징 현상을 방지해야 합니다압축기 제어:Surging Limit와 Choking Limit 사이에서 운전:터보 압축기의 작동을 Surging Limit와 Choking Limit 사이에서 제어하여, 서징 현상을 방지해야 합니다3way-valve 사용:EGR 밸브와 제2스로틀밸브를 이용한 3way-valve:EGR 밸브와 제2스로틀밸브를 이용한 3way-valve를 사용하여, 서지를 방지 또는 제거할 수 있습니다이러한 방법들로 서징 현상을 방지할 수 있습니다. 서징 현상은 심각한 문제를 야기할 수 있으므로, 적절한 관리와 제어가 필요합니다.
학문 / 기계공학
24.11.08
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