안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 기름을 정제하는데 필요한 시설은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로저희가 사용하는 기름들은모두 원유를 가공한 기름 종류들 입니다따라서 원유를 정제하는 시설이 필요한데요원유 정제의 기본적인 원리는 증류를 통한각 기화 온도에서마다 나오는 기름들을 분리하는 것입니다만그 외의 전처리 및 후처리 과정들이 많이 필요합니다.간단히 원유 정제 시설의 구성을 나열해보면전처리 시설원유에 포함된 염분을 제거하는 탈염 시설원유에 포함된 물과 가스를 분리하는 오일/물/가스 분리 시설 증류 시설표준기압에서 원유를 증류하여가솔린, 등유,경유, 중유 등으로 분리하는 상압증류 시설상압에서 남은 중질유를 감압상태에서 추가로 증류하는 감압증류 시설2차 후처리 시설촉매사용 통한 고 옥탄가 휘발류 변환하는 접촉개질 처리고옥탄가 휘발유 제조를 위한 알킬기 첨가하는 알킬화 처리수소첨가를 통한 유황성분 제거하는 수첨탈황처리위와같은 시설의 구성을 통한 공정으로원유를 다양한 품질과 성능의 석유제품으로 변환시킵니다.
Q. 기계에서 열적 팽창을 고려한 설계 방법은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 분야에서기계설계 시 여러가지 면을 고려하겠으나특히열적 팽창을 고려하는 설계에 대해 주안점으 두고 보면첫째각 소재의 열팽창 계수를 설계에 반영하여, 온도변화에 따른 체적변화를 예측둘째두 소재가 맞닿아있는 경우, 열팽창에 따른 충돌 및 마찰 고려셋째 열적 팽창에 따른 스트레스 해석으로 손상이나 변형을 고려 및 최소화등을 반드시 고려해야합니다.이런 부분의 예를 들면배관 라인에서 파이프손상 방지를 위한 슬라이딩 받침 및 익스펜션 조인트 등이 있고자동차 내연기관에서도 열팽창고려 설계로 내구성과 안정성을 고려하게됩니다.
Q. 기계공학에서 열역학적 사이클에 대해서
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.열역학은4가지 법칙으로 되어있으며에너지 변환 및 전달을 설명해주는 과학적 원리입니다.0법칙 : 열적평형 상태와 온도 에 관련된 정의1법칙 : 에너지 보존에 관련2법칙: 에너지 효율과 엔트로피의 개념으로 자발적과정의 한계 설명3법칙 : 절대 영도에서 물리현상 관련으로 구성되는데요말씀하시는열역학적 싸이클을 논하자면열역학 제 2법칙이 적용됩니다.이는 엔트로피 개념을 말하고있는데요자연상에서 에너지는 자발적인 흐름에 대한 제한을 가지는 것을 말하는데고온에서 저온으로 열이동은 자연적이나반대과정은 외부에서 에너지를 가해야만 가능하다는 법칙입니다.이는 특히 열기관의 효율에 있어서 최대효율을 결정짓는 데 있어서기준이 되는 카르노 사이클을 이론적 모델로 보여줍니다.열역학 제 2법칙을 고려하여열기관의 최대 열효율을 수학적으로 도출가능한 이상적인 사이클로4단계를 살펴보면등온팽창 과 압축 단계로열이 고온열원에서 흡수되어 외부작업 수행에 이용되고등온 압축단계에서 열이 저온열원으로 방출됩니다.단열팽창과 압축 단계에선단열팽창 단계에서 시스템 내부 에너지가 감소하므로 온도가 낮아지고단열 압축 단계에서 외부로부터 일을받아 시스템내부에너지 증가로 온도가 올라갑니다.이렇게 등온팽창 단열팽창 등온압축 단열압축 의4단계 순환을통해 열역학 제2법칙을 벗어나지 않으면서도 열기관의 최대효율을 낼수 있는 모델로지금도 열기관의 한계극복에 적용되는 기본적이고도 중요한 기관입니다.
Q. 기계공학을 하려면 어떤과를 전공해야하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 기계공학의 분야가 엄청 넓다보니기계 쪽에서도 어떤 분야로 가시려는 것을 정하셔야 겠으나어떤 분야로 가시려고 원하시던간에기본적으로기계공학의 핵심은 무조건 습득을 하셔야 합니다그 기계공학의 핵심은 결국4대역학인데요재료역학, 열역학, 동역학, 유체역학이 기본 역학이 받쳐주지 못하면기계공학 분야에서 어떤 일을 하든 쉽지 않겠습니다.간단하게재료역학은 각 종 힘을 받아서 변형되는 물체동역학은 힘을 받아서 운동하는 물체열역학은 열역학 법칙에 의거한 싸이클의 운행유체역학은 각 조건에서의 액체/기체의 운동에 관한 학문입니다.기타 전공으로는 기계공작법, 수치해석, 기계설계, 기계진동학, CAM, 공기역학, 첨단유동실험, 공기조화, 메카트로닉스, 바이오테크놀로지,로봇공학, 음향시스템공학 , 광공학, 마이크로 시스템,생체공학, 소음공학 . 열전달 , 전산열유체, 전산구조해석, 비파괴평가열시스템, 냉동공학, 터보유체기계, 용접공학 등수없이 많습니다만결국 그 것들을 위한 기초도 4대역학이 기본입니다.요즘은 융합된 분야가 거의 대부분이지만연구실 분야에서도재료역학 연구에서는 재료실험 및 구조해석동역학 연구에선 로봇공학/제작유체역학 연구실에선 풍동실험 및 전산유체해석 열역학 연구실에서는 내연기관 연구 등을 합니다.이게 결국 4대 역학들을 기본으로 하다보니그것이 근간이라고 말씀드릴 수 있습니다.
Q. 장비 설계에서 내구성 시험을 수행하는 절차는?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계 장비를 설계함에 있어서내구성 테스트는 결국 기계의 신뢰도를 평가함에 있어서 상당히 중요한 부분인데요.그 테스트 절차를 간략히 나열해 보면첫째내구도를 테스트하는 목표/목적을 정확히 설정하여기계의 고장률 및 수명을 평가 합니다둘째실제 사용환경에서 생길 수 있는 진동, 하중, 온도조건 등을 설정하여 테스트합니다.셋째반복하중, 충격하중 등 다양한 하중 조건을 고려하여 테스트 합니다.넷째내구성 테트스목적의 장비를 구축하고설정조건에서 테스트하여 데이터 수집을 합니다.다섯째수집 데이터 통한 분석으로 내구성 평가를 통한 개선사항을 체크합니다.이런 단게를 토해 설계과정에서 내구성테스트를 진행하여제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 과정을 수행하게 됩니다.