안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 유체 기계에서 캐비테이션을 방지하는 방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 캐비테이션 발생 원인은유체압력이 증기압 이하로 떨어지면서 기포가 발생하는 것으로펌프 흡입 측 유효흡입수두(펌프가 흡입 측에서 유체증기압보다 높은 압력을 유지하는 여유수치) 가 충분치 않을 때발생하는 것으로펌프가 흡입 시 필요한 최소 에너지가 부족하다는 것을 나타냅니다.또한 흡입관 직경이 너무 작거나 해서 흐름이 좋지못할 때, 유속 증가 및 손실수두 증가로 인해 발생합니다.그외펌프가 유체공급원보다 높거나, 유체가 고온일 때 증기압이 높아져 발생 가능하므로캐비테이션 방지를 위해서는설계에서는펌프 설치 위치를 가능한 낮은 위치에 설치하여 유효흡입수두를 높이고흡입관 경로를 크기하여 유속을 줄이고 손실수두를 감소시킵니다.또한 펌프 선도에 따른 사양선택을 정확히 하여 사용지점의 요구사항에 부합하는지 확인해야 합니다.운전에 있어서는펌프 회전수 조절로 유속을 줄여 캐비테이션 방지를하고적용 유체의 온도를 관리하여 증기압 이하로 떨어지지 않게 유지해야합니다.
기계공학
Q. 소방 점검에서 공기흡입형 감지기에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.소방 점검 시의례적으로 화재감지기를 점검하는데요화재 감지기는열감지기 와 연감지기 두종류로 나눠지며말씀하시는 부분은 연기 감지기로 생각됩니다.일반적으로 현장에 적용되고있는연 감지기 작동방식은구조가 내부에 발광부와 수광부로 구성되고발광부에서 빛을 쏘고 수광부에서 빛을 감지하는데연기가 유입되면 빛이 산란되면서 수광부 도착하여 , 이 신호증폭에 따라 감지기가 작동합니다.따라서 소방점검시 연감지기 작동상태 점검은작대기 위에 연기분사형 스프레이를 달고감지기에 딱 대고 스프레이를 뿌리고 이때 감지기에 LED 등이 오면서 정상 작동하는 지 여부를 검사하게 됩니다.감지기가 울리면건물 내 화재경보 및 화재수신기에서 화재신호라고 오는 지 까지 확인합니다
기계공학
Q. 장갑을 착용하고 하지 말아야 할 작업에는 어떤 것들이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 기계현장에 있어서왠만한 경우는 손 보호를 위해 각종 목적에 따라 다른 장갑을 반드시 착용하는 것이 맞습니다만경우에 따라 장갑을 끼면 좋지않은 경우가 있습니다.가장 조심해야할 부분은고속 회전체 장비 취급 부분입니다.모터의 풀리나 선반기계 등고속으로 회전하는 기계설비 관련 작업 시는장갑의 작은 토시하나라도 스치는 순간장갑 전체가 말리면서 손이 말려들어가게 되므로장갑을 끼지 않고 작업하는 것이 좋습니다.관련 장비를 유지보수할 경우에는 전원을 내리고 장비가 정지된 상태에서 해야하며그때 손을 보호하기 위해 장갑을 끼는 것이지회전하고 있는 상태에서는 절대 장갑을 껴서는 안됩니다.현장에서 끼임 사고는 그런 경우로 잘 생깁니다.옷깃도 말려들어가는 경우가 많으므로덜렁덜렁 거리는 부착물을 제거하고바지 끝단은 각반을 착용해야 합니다.그외 장갑 착용 불필요한 부분이라면정밀하게 전자부품을 조립하는 공정 같은 경우에장갑이 방해가 될 수 있기에 장갑을 착용하지 않거나아예 고무 니트릴 장갑같이 완전 밀착되며 아주 얇은 장갑을 착용하게 됩니다.
기계공학
Q. 휴머노이드 로봇을 움직이는데 중요한 부품은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 로봇에 있어서 가장 핵심적인 장치라면 모터 감속기를 들 수있고그 로봇중에서도 또 휴머노이드라면감속기에 첨단 센서 장치가 접목되어야 합니다.감속기는모터가 발생시키는 높은 회전속도를 늦추면서 대신 회전력을 증가시키는 장치로로봇이 각종 동작에서 정밀하고 효율적인 동적을 수행가능하게 하는데요대부분 로봇이 높은토크를 저속에서 필요로 하다보니로봇의 관절 부위에서 더많은 힘을 가지면서도 원하는 동작을 정밀하게 수행할 수 있게 해주기에핵심적인 장치 입니다.저희나라도 기술이 많이 올라왔으나, 이분야는 아직 일본이 거의 최고수준을 유지중입니다.첨단센서 기술은휴머노이드의 정교한 기능을 위해 제어, 통신 을 융합하기 위해 필수적입니다.주요 센서로는자기위치 센서, 점유 센서, 동작 센서, 힘·토크 센서, 환경 센서, 전원 관리 센서 가 있으며각각 간단히 보면자기위치센서는가장 보편적인것이 자가각도 위치 센서 로 각각의 관절에 대해 축으로 동작을 할라면 관절마다 얼마나 각도를 가지고 회전했냐를 인식하고 있어야합니다.그래야 그에따른 적절한 모터 구동을 할 수있도록, 모터 위치 피드백을 주게되지요관절이 많은 구조일 수록 많은 센서가 필요하게 됩니다.점유센서는공간을 감지하고 물체를 감지하며 회피하는 것이 가능하도록 하는데요.여러 센서 기술이 있으나그중 라이다 센서는 로봇이 작동하는 공간과 주변환경에 대해 3D 맵필을 제공하여 주변을 더 잘 돌아다닐 수 있게 합니다.그외 초음파 센서도 사용되기도 하나 거리 측정 각도가 늘어나면 정확도가 떨어지고도일 주파수 센서 사용 인근 로봇이 오면 간섭에 취약해 집니다만 가격이 저렴하여 다른 센서와 융합하여 사용됩니다.동작센서는사용자 인터페이스 명령을 제공가능한데요이 기술은 광학센서와 로봇작업자가 착용가능한 암밴드 센서까지 포함됩니다.광학기반 동작센서를 통해 특정 손 움직임을 인식하고특정 동작이나 손움직임에 따른 특정 작업 수행가능하도록 로봇 학습이 가능합니다.힘/토크 센서는움직임의 속도감지, 장애물감지 하여 로봇의 중앙프로세서에 안전성 경고를 제공합니다.로봇이 동작 중 어디 충돌하여 힘/토크 센서가 예상못한 갑작스러운 힘이 감지되면이를 컨트롤하는 안전소프트웨어를 통해 후퇴하는 움직임이 가능합니다.환경센서는온/습도 센서, 압력, 조명, 공기중 휘발성물질 센서 등을 통해주변 환경이 인간에게 안전하지 못하다는 경보를 알릴 수 있습니다.전원관리 센서는로봇전원관리위한 쿨롱카운터, 로봇 관절 모터의 전압 레귤레이션과 전력/열관리에 필요한 과열감시 센서배터리 관리 위한 전류 센서 등을 통해로봇 동작시간 및 동작연속수행 위험성에 대한 감시가 가능합니다.
기계공학
Q. 탄성한도라는것이 어떤것인지 궁금 합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단탄성이란 것은재료에 힘을 가했을 경우, 변형이 되었다가, 그 힘을 제거하면재료가 원래 형태로 돌아가는 성질을 말하는데요탄성한도는재료가 힘을 받아서 탄성적으로 변형이 되었다가하중이 제거되면 모든 변형이 원래대로 회복될 수 있는 한계점을 말합니다.이는 응력과 변형율의 비율로 나타낼수 있고재료가 힘을받는 것에 대해 얼마나 강한 저항력을 가지는 지를 판단할 수 있는 척도가 되기도 합니다.결국 재료가 탄성한도를 넘어서지 않는 만큼에서 힘을 받게 되면그 힘을 완전히 없애주면 재료가 원래 상태로 돌아간다는 의미이다보니탄성한도를 넘어서는 힘이 가해졌을 경우재료의 성질에 따라 파괴되거나힘을 제거한 후에도 정확하게 원래 상태까지는 돌아가지 못한다고 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 기계공학 면접 볼때 어떠한 사항을 주의 해야 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.아무래도기계공학과에 왜 지원하게 되었냐에 대한지원동기를 묻게 될 것인데요.기본적으로 학과에 대한 이해도가 있는 지왜 지원하게 되었는 지에 대한 대비를 정확히 하고 계셔야 합니다.또한 기계공학에 대한 학문적인 기본개념이 있는가도 질문할텐데요기계공학의 근간이 되는 4대역학열역학, 동역학, 고체역학, 유체역학 에 대해서는 기본적으로 어떤 개념인지 정도는 이해하고 계셔야하며기계공학과의 발전적인 향후 가능성 및최근 이슈가 되는 휴머노이드 및 자율주행차 등 에 대한 내용 정도도 알고 계셔야 합니다.무엇보다도진솔하게 표현하면서도 합리적으로 답변을 하시는게 기본이고자신감 결여는 모든 것을 망칠 수 있으니모의 면접을 통해서 자신감을 키우고 , 자신의 답변을 여러모로 다듬어 가는게 좋습니다.
기계공학
Q. 냉난방기의 오염을 줄이기 위한 기계적 설비는 어떻게 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.냉난방기의 환경오염이라면냉난방기 내부 배관을 흐르는 냉매의 유출에 따른 한경오염 문제가 있습니다.기본적으로현재는 생산이 중단된 R-22 냉매, 소위 말하는 CFC계열 냉매는 누출되는 순간염소원자에 따른 대기중 오존과의 반응으로 오존층 파괴의 주범이었습니다만현재는 생산은 되지않습니다. 다만 아직 사용되고있는 장비들이 많음에 따른 오존층 파괴 추가 여부가 남아았습니다.오존층 파괴 대체 냉매로 혼합냉매 계열 HFC 계열이 나옴으로해서 요즘 사용되고있기에오전층 파괴 문제는 없습니다만이게 또 지구온난화 지수가 이산화탄소에 비해 1300~14000 배 까지 높게 나오는 문제가 있습니다.그 문제해결을 위해 친환경 냉매로 HFO 계열 냉매로 대체되고는 있으나 완벽하지는 못합니다.이런 문제를 해결하기 위해서친한경 냉매 압축기 및 친환경 냉매 시스템을 구성하여 운전할 수 있습니다문제 해결을 위해 암모니아, 물 등을 친황경 냉매로 하고이온교환막을 이용한 이온 이동에 의한 가스 압축방식을사용하는전기화학식 압축기 라는 친환경 냉매 압축기를 사용합니다.또한프로판, 부탄, 이산화 탄소 등의 자연냉매를 냉매로하는 자연냉매 시스템을 구성할 수있는데, 대기오염은 최소화 가능하나이게 초기 설치비가 상당히 크고, 냉매의 안전성 문제로 인해 안전장치가 필수 입니다.그 외 물을 냉매로 한 흡수식 냉동기 시스템으로 친환경 적이고 환경오염 지수는 0인 시스템이있는데초기비도 적고 안전성도 높기에 설치/운영이 쉬운편입니다.
기계공학
Q. 소방 감지기 작동원리에 대해 알고싶습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.소방감지기는 종류가 나뉩니다.주로 설치되는게 열감지기와 연 감지기로 되는데요.연감지기는광전식과 이온호식으로 나뉘고광전식 : 연기가 감지기로 들어와 빛을 산란시키면서 전기신호 발생시켜 화재 감지하는 방식이온화식 : 연기가 충전전극 틈으로 들어가서 전륳흐름을 변화시켜 화재 감지하는 방식열감지기는정온식과 차동식으로 나뉘는데정온식은 감지기가 일정온도 도달 시 작동하는 감지기로, 설정온도에 이르면 내부 바이메탈 동작으로 화재신호 발생차동식은 주위 온도변화가 급격하게 일어날 경우 작동하는 방식으로 주위온도의 급격한 상승 시 내부 공기 팽창으로 접점이 붙어 화재신호 발생 하는 방식(열전대식, 공기식, 반도체식 등이 있습니다)소방점검 시 보시면감지기 테스트는 2개 종류에 따라 다른 방식으로 하는 걸 볼 수 있으신데요.연감지기 같은 경우는작대기 끝에 테스트용 스프레이를 부착해서 분무를 하고연감지기가 정상적으로 연기를 감지하는 지 테스트 합니다.열 감지가 경우는 작대기 끝에 열이 발생하는 시험기 램프를 달아서 켜서 감지기에 밀착시킨다음감지기 LED 가 점등되는지, 확인합니다.이 두가지 모두 정상적으로 감지했을 경우화재경보 및 수신기에서 화재신호 및 경보가 울리는 지 확인하게 됩니다.감지기 작동 시 동작하게 되는 소방설비는전체 메카니즘으로 설명드리겠습니다화재 감지기 작동 시 경보 시스템 활성화로경종 및 경보장치가 발송됩니다. 싸이렌이 울리는 거죠그다음 수신기로 화재신호가 날라가면, 수신기는 경보를 울리고 화재발생 위치를 표시하게됩니다.무작정 하나의 감지기 동작으로 화재신호 따른 소화설비가 되는 방식은요즘 잘없고교차회로 방식으로연감지기 와 열감지가 두개가 동시에 감지되면실제 화재로 인식하고경보시스템 - 수신기 - 소화설비 작동 순으로 진행됩니다.일반적으로 소방설비는스프링클러 가 작동된다고 보시면되는데스프링클러 에 연결된 소방 펌프가 작동하는 방식입니다.실내같은 경우 물이 미리 다 차있는 알람밸브 방식으로 펌프 동작해서 물이공급되고실외 경우는 물이아닌 고압공기가 차있는 방식의 드라이밸브 방식으로 되어있다가화재신호 감지시 펌프 작동하면서 밸브를 밀어내고 공기를 밀어낸 후 물이 공급되어 스프링클러 작동됩니다.그 외 전자제품 서버 등이 있는 곳이나전자 제어 등을 위한 컴퓨터 감시반에는물로 소화를 하면 장비소실이 일어나므로 물이 아닌 가스 소화약제가 화재신호에 따라 연쇄적으로 터지면서실내로 가스를 뿜어주는 방식으로 소화작동이 됩니다.
기계공학
Q. 커터칼을 보면 빗금이 쳐져 있는데 이 빗금은 왜 쳐저 있는 건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로일반적인 커터칼 날에는 빗금이 일정간격으로 구성되어있습니다만용도에 따라 빗금이 없는 커터날도 있습니다.빗금이 있는 칼날은일반적인 문구용이나 일생생활용으로 나오는 경우로장시간 사용시 최고 앞부분 끝 날이 마모에 의해 절삭력을 감퇴시키다 보니날을 통으로 바꾸기엔 경제적이지 못한 관계로그 빗금친 부분에서 칼을 부러뜨려 사용할 수 있도록 구성된 날입니다.경제적이긴 하나 칼의 두께가 얇다보니 강력한 절삭력은 기대할 수 없습니다.빗금이 없는 칼날은 앞서 경우와 달리커터칼로서 강도를 필요로 하는 경우에 적용되는데요대량의 문서를 절삭하는 경우에 부러지지 않게 하기 위해서나특히식품관련 회사에서 사용 시는 빗금이 있어서는 안됩니다.그말은 즉, 부러지면 안된다는 것이고부러진 날이 혹시나 식품에 유입되는 것을 방지하기 위함입니다.각종 건축이나 설비 현장에서도 강력하게 절삭을 필요로 하는 경우가 있기에부러지면 작업자가 위험하다보니 두껍고 강한날이면서 빗금이 없는 날이 주로 사용됩니다.
기계공학
Q. 기계공학쪽으로 더 유망한 직종은 어디 일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로기계공학은 다루는 학문의 범위가 워낙 넓기에진로도 천차만별 입니다만최근의 트랜드를 본다면로봇공학 분야,에너지 관련 분야 바이오 엔지니어링 분야가 미래 발전 가능성을 크게 보여주는 상황입니다.로봇공학에서요즘 한창 뜨거운 휴머노이드, 무인정찰/탐지로봇, 초소형로봇, 수술용 의료로봇에너지 측면에서고효율 태양전지, 풍력발전기 분야 등에 따른 대체에너지 생산 바이오 엔지니어링 부분에서소량 혈액으로 질병진단 가능한 칩 연구인공 피부/조직개발을 위한 조직공학 수술용 장비 개발극소 암세포 검지장비 개발 등기계공학 만으로도 충분히 유망한 직군으로 가능하겠으나요즘의 트랜드를 위해 다 전공도 충분히 흡수하여광범위한 역량을 구비하는 것이 유망한 분야로의 진출에 도움이 될 것으로 판단됩니다.