응용한 니플등의 체결형 장부품의 고능률 드릴가공기를 개발한다.
- 공작물의 이송과정에서 가열장치를 이용한 공작물의 가열시스템을 구성한다.
- 가열된 공작물이 드릴작업을 위한 정위치에 고정되도록 Auto-loading 장치를 구성한다.
개발할 시스템의 Spec., 성능은 다음과 같다.
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해석하기 위해 NPSH라는 개념이 필요하다고 할 수 있다.
- 방지대책
① 펌프의 설치 높이를 가능한 한 낮추어 흡입양정을 짧게 한다.
② 수직형 펌프를 사용하고 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다.
③ 회전속도를 낮추어 유체의 흡입속도를 줄인다
④ 양흡입펌프를 사용한다.
⑤ 2대 이상의 펌프
해석레포트 manual에 나와 있는 정보를 사용하였다. 실험 매뉴얼의 Fin 제원 정보를 통해서도 확인 가능하다.
온도 실험에 사용한 Fin은 Pure Copper로 이루어진 Thin Rectangular Fin으로써 2차원 형상을 가지고 있다. 이번 실험에서는 Fin의 가열 과정에서 Steady State 상태에 도달한 이후에 측정을 실시하므로 실험
열이 전달된다는 의미이다. 이를 바탕으로 세 가지 경우에 대해 Finite Difference Equation을 구해보자.
2.1.2 Finite Differential Method(FDM)
a) 내부에 위치한 node
그림 . 내부에 위치한 node
내부에 위치하므로 네 면에서 모두 conduction이 일어나는데 이때 Temperature profile이 linear하다고 가정하면,이다.
y축
2) 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer)
매뉴얼에 주어진 h값의 표를 보간하여 이번 실험에서 사용할 대류 열전달계수(coefficient of convection heat transfer) h를 구하도록 하겠다. steady state에서의 온도는 다음과 같이 주어진다.
22.63°
41.3°
26.9°
위의 값들을 이용하여 매뉴얼에 주어진 표
열교환이 이루어질 경우에도 동일한 원리를 적용하여 설명할 수 있다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
즉, 하나의 Element에서 열의 교환과 출입의 합은 0에 해당한다(Energy Balance Method). 이로부터 각 질점의 위치에 따라 Energy Balance Method를 적용해보면 각 질점에서의 열전달 방정식은 질점이 핀의
열의 발생이나 손실이 없고, 단면적이 길이 에 따라 일정하기 때문에 heat flux는 일정하다. 따라서 다음의 미분방정식이 성립한다.
여기서 가 에 관계없는 상수라고 가정하면 는 다음과 같이 의 함수로 나타낼 수 있다.
, * Boundary conditions
따라서 다음의 간단한 열전도 방정식이 나온다.
열전달율이 좋아야한다.
20. 커피가 새거나 튀지 않아야 한다.
6. 보온성이 좋아야한다.
21. 커피가 만들어지는 상태를 파악할 수 있는가(양, 농도)
7. 가격이 저렴해야한다.
22. 타이머/예약 기능이 있어야한다.
8. 소비전력이 낮아야한다.
23. 커피향이 오랫동안 보존되어야한다.
9. 필터의 성능이
analysis와 2-D analysis의 비교
Fig.4.2 1-D analysis와 2-D analysis의 비교
가장 온도차이가 많이 나는 구리판의 끝단에서도 각 지점의 온도의 차이가 최대 가 나지 않았다. 구리판의 밑단과 끝단의 온도 차이가 약 나는 것에 비해볼 때 오차율은 = 0.066% 이다.
온도분포곡선의 오차는 열전도율이나 초기온도
열전달이 있지만, 수치해석을 할 때 오직 대류에 의한 열전달만 있다고 고려해, 복사에 의한 영향을 고려하지 않았기 때문이다. 실제로 방안의 벽의 온도는 fin의 온도보다 낮기 때문에 fin에서 벽으로의 열복사가 일어나게 되고, fin의 온도는 낮아지게 된다. 또한 이론적인 식상에서는 오직 자연대류에