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기계공학/유체기계 17

유압유체(유압유, 작동유)

1 유압유체(작동유, 유압유) 개요 1) 유압유 정의   - 유압유체(Hydraulic fluid)는 유압시스템에서 동력을 전달하는 기능을 한다.    - 유압유체는 윤활/누설방지/냉각/녹방지의 역할도 수행한다.    - 유압시스템의 고장 발생의 약 60%가 유압유체의 관리를 잘못한데서 비롯되므로 철저한 관리가 필요하다.  2) 유압유체의 요구 특성    ① 압축성 : 압축성이 낮아야 유체시스템의 응답이 빨라진다. 압축성이 높으면 쿠션 역할을 할 수 있다.    ② 점성 : 적절한 점도를 가져야 하며, 온도 및 압력변화에 따른 점도 변화가 적어야한다. 유압유체의 유동점(Pour Point)이 낮아야한다.    ③ 윤활성 : 유체기계의 상대운동부위에 강인한 유막을 형성해야 금속마모 및 늘어붙음을 막을 수 ..

밸브(valve)

1 밸브 개요  1) 밸브의 정의 및 역할    - 통로를 바꾸거나 여닫아 유체의 흐름을 조절하거나 방향을 바꾸는 장치.    - 유체를 흐르게하거나 멈추게하는등의 제어를 위해 유로를 개폐하는 기기의 총칭. 2) 밸브의 구분    - 정지밸브와 조정밸브로 구분      * 정지밸브 : 게이트밸브, 글로브밸브, 앵글밸브, 체크밸브, 볼밸브, 버터플라이밸브      * 조정밸브 : 감압밸브, 안전밸브, 전자밸브, 전동밸브, 차압유량조절밸브    - 작동방식에 따른 구분      * 레버식 : 가장 흔히 보는 레버를 이용한 수동조작용 밸브.      * 기어식 : 웜기어를 사용하는 수동조작용 밸브.      * 전동식 : 전동기를 이용하여 밸브를 조작하는 자동식 밸브.      * 실린더식 : 래크와 피니언을..

맥동현상(서징, surging)

1 맥동현상 개요 1) 맥동현상의 정의   - 펌프의 압력이 일정 주기를 가지고 큰폭으로 변동하거나 토출량이 주기적으로 변동하는 현상.   - 과도하게 발생하는 이상압력의 최대값을 의미하기도함.   - 서징현상(surging) 이라고 표현함. 2) 맥동현상의 발현   - 흡입 및 토출배관의 주기적인 진동과 소음을 수반함. 한번 발생하면 그 변동주기는 비교적 일정하다.   - 펌프를 운전할때 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하여 펌프 입구 및 출구에 설치된 진공계 압력계의 지침이 흔들리고 토출배관에 진동과 소음이 발생한다. 참고) 맥놀이현상   - 맥놀이 현상은 주파수가 비슷한 두 음이 중첩되어 서로 간섭할 때 나타나는 현상으로, 두 주파수의 중간주파수(평균주파수)의 소리로 들리며 소리가 주기적으로 커..

배관(파이프 pipe)

1 배관 개요 1) 배관의 정의   - 유체기기간 연결하거나 유체를 운반 또는 유체의 열 유동을 전달하기 위해 사용되는 중공의 단면을 가진 재료. 2) 배관의 제작   - 강관, 주철관, 합금관, 비철금속관(동관), 비금속관(PE관, PVC관, 토관, 콘크리트관).2 배관의 종류 1) 용도별 구분   ① 건축설비 배관     - 위생급수, 냉난방배관 등 일상생활을 위한 배관.     - 압력 온도의 범위 특성이 넓지 않고 재질의 범위가 넓지 않다.     - 관 간 연결은 나사이음이 일반적이다.   ② 플랜트 배관     - 발전소, 석유화학등의 송수, 송유로로 사용됨.     - 이송물의 종류가 다양하고 압력, 온도의 범위가 넓다.     - 고압(운전압력 70bar), 고온, 인화성등의 이슈로 안전성..

수격현상(water hammering)

1 수격현상 개요 1) 수격현상 정의   - 유로 단면적의 급격한 변화나 흐름의 변화에 의해 압력파가 발생하여 소음과 충격을 일으키는 현상.  2) 수격의 발생   - 장거리 수송배관으로 액체 이송시 정전 등 펌프의 운전이 갑자기 멈춘경우, 송수관 내 액체는 관성력에 의해 흐름방향 운동성을 가지지만 펌프 송출부의 액체는 흐름이 약해져 멈추려함. 이에 따라 펌프의 와류실에는 압력강하가 발생하고 펌프송출구로부터 와류실에 역류가 발생하여 급격한 압력강하와 상승이 반복하여 발생.   - 유체의 운동에너지가 압력에너지로 변하여 압력변화가 압축파의 전파속도로 전달됨. 3) 발생현상(펌프측면)   ① 1단계     - 펌프 동력 상실, 회전수 저하     - 펌프의 회전수가 어느한도 이하가되면 유체흐름은 정지    ..

파이프(pipe 배관)와 튜브(tube)

1 파이프(pipe) 1) 파이프의 특징   - 호칭경은 내경기준   - 압력에 따른 관벽 두께는 스케줄넘버로 관리됨   - 압력이 작용하는곳에 적용함   - 표기 : 내경(A B size) x scheduel# 2) 관련수식   - 스케쥴 넘버(schedule No)     * P : 운전압(kg/cm2)     * S : 최대허용응력(kg/cm2)     * E : 제작계수(심리스 SPP=1, 전기저항용접관 0.85)   - 관두께 산출식     * P : 최대압력     * D : 파이프외경     * S : 최대허용응력     * E : 제작계수     * Y : 온도계수(500도 이하 : 0.4, 600도 이상 : 0.7) -> 일반적으로 무시     * A : 부식기계적 강도 나사허용치 계수 ..

펌프의 성능 손실

1 펌프 성능 손실 1) 수력손실(Hydraulic power loss)   - 8~20%로 가장 주요한 인자. 단, 이론적 산출이 어려움.   - 충돌손실(임팰러 입출구)     * 유체가 임팰러로 유입될때 충돌에 따른 급격한 속도변화로 손실 발생   - (펌프내)마찰손실 : 펌프 흡입구에서 송출구에 이르는 펌프 내 유로 전체의 마찰손실   - 부차적손실 : 임팰러, 케이스, 송출구를 흐르는 과정에서 발생하는 관내 마찰과 와류발생에 따른 수두손실   - 펌프 흡입구부터 송출구까지 흐르는 동안의 유로전체 손실수두   - 점성에 의한 마찰손실, 입출구에서의 충돌손실, 안내깃 케이싱의 부차적손실 2) 누설손실(Leakage power loss)   - 회전부와 펌프 케이싱 고정부 사이의 간극으로 발생하는 유..

수차/터빈(turbine)

1 수차개요 1) 정의 및 특징   - 유체의 흐름으로부터 에너지를 전환하는 회전 기관이다.     * 유체내부에너지(운동에너지) → 기계적에너지(회전)로 전환.   - 터빈은 날개가 부착된 움직이는 부분을 가지고 있는데 날개 위에 유체를 움직임으로써 에너지를 축차에 전달시킨다.     * 초기의 터빈은 풍차, 물레바퀴가 해당된다.     * 소용돌이라는 뜻의 라틴어 turbo을 따서 터빈이라는 이름을 지어졌다.   - 가스 터빈, 증기 터빈, 수력 터빈은 날개 주변에 덮개를 가지고 있으며, 이것이 유동체를 제어한다. 2) 수차의 분류  3) 수차 출력   - Lth = γ Q H   - η(전효율) = ηm(기계효율) X ηh(수력효율)2 수차의 종류 1) 팰톤수차   ① 특징     - 충격수차   ..

캐비테이션(cavitation)

1 캐비테이션 개요 1) 캐비테이션(cavitation) 정의   - 국소 압력이 강하하여 액체에서 공기가 분리되는 현상.   - 캐비테이션은 공동현상이라고도 불림. 2) 캐비테이션 발생현상   - 기포가 다시 고압으로 붕괴 → 공기가 사라지며 주변의 이물질을 강력하게 빨아들이며 상대물에 충돌 → 상대물의 손상   - 기포가 다시 고압으로 붕괴 → 충격파를 발생함. 상대물에 소음과 진동이 발생. → 상대물의 손상 2 캐비테이션의 원인 및 영향 1) 캐비테이션의 발생 원인   - 흐르는 유체에서 임의 지점의 정압이 해당 유체의 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하고 다시 기포가 압역에 의해 상쇄될때 충격파가 발생한다.     * 고속유체의 경우 단열상태로 압력이 강하되는데, 이때 포화증기압보다 낮아져서 ..

터보기계 및 터보펌프의 특성

1 터보기계 특성  - 유량과 수두에 비하여 크기가 작다  - 내부 마찰부분이 없다  - 고형물의 유체도 취급할 수 있다.  - 저수두, 대유량에 적합하다.  - 원심식(벌류트, 터빈펌프), 사류식, 축류식 펌프가 있다.  - 반대 개념 기기 : 용적형 기계    * 효율이 높다.    * 고수두, 소유량에 적합하다.    * 왕복식과 회전식이 있다. 2 원심펌프  1) 구조    - 회전차 : 여러개의 만곡된 깃이 달린 바퀴이며, 깃의 수는 보통 4~8개로 구성된다.      * 청동, 내합금강 스테인레스강이 쓰이며 특수한경우 플라스틱도 사용된다.    - 안내깃 : 압력에너지로 변환하는 역할을 하며 일부의 안내깃은 유량의 대소에 따라 각도를 변화시킬 수 있다.    - 와류실 : 물을 송출관으로 보내..

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