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기계공학/기계역학 35

비열

1 비열 개요 1) 정의   - 단위 질량당 열용량   - 단위질량의 물질의 온도 1℃ 상승시키는데 필요한 열량(kcal/kg℃) 2) 관련용어   - 열량(Q quantity of heat)   - 정압비열(Cp specific heat at constant pressure) : 기체 1kg을 일정한압력하에서 1℃높이는데 필요한 열량   - 정적비열(Cp specific heat at constant volume) : 기체 1kg을 일정한체적하에서 1℃높이는데 필요한 열량   - 비열비(k) : 정압비열과 정적비열간의 비율비     * k=Cp/Cv>1     * 공기는 1.4 3) 완전가스내 에너지와 엔탈피 변화   - U2-U1 = mCv(T2-T1)[kcal]   - H2-H1 = mCp(T2-T..

베르누이방정식(Bernoulli's equation)

1 베르누이방정식 1) 정의   - 정상유동에서 유선을 따라 이동하는 유체를 오일러방정식을 이용하여 유체거동을 단순화한 식.   - 에너지보존법칙을 응용한 변형식이며 뉴턴의 제2법칙의 변형식으로 볼 수 있다.     * 베르누이방정식을 일반화 한것이 나비에 스톡스 방정식이다.(Navier-Stokes equations) 2) 전제조건   - 유선을 따라서 유동     * 유선(streamline)이 경계층을 통과해서는 안 된다. 단, 비회전성 유동일 경우에는 상관없다.   - 유체는 비점성(마찰이 없음)   - 정상유동    * 시간에 대한 변화가 없어야 함. 정상 상태(steady state).   - 비압축성 유체 → 오일러방정식에서 추가된 조건     * 유체는 비압축성이어야 한다. 압력이 변해도 ..

강성(rigitity)와 강성도(stiffness)

1 강성(rigidity)  1) 강성의 정의    - 재료가 탄성변형을 할 때 재료는 그 변형에 저항하는 성질이 있는데, 이 변형에 저항하는 정도를 나타낸 것.    - 탄성체에 외력이 가해졌을 때의 변형은 힘이나 모멘트의 크기 외에 탄성체의 형상, 지지 방법, 재료의 탄성계수 등에 따라 달라짐.    - 일반적으로 재료의 강성은 단위변화량에 대한 외력의 값으로 나타냄.(rigidity)   - 재료의 변형에 대한 저항정도를 의미    - 재료의 변형은 비틀림 또는 굽힘의 정도로 구분되며 이는 축강성, 굽힙강성, 전단강성, 비틀림강성으로 크게 구분할 수 있다. 2) 강성의 특징    - 강도는 재료의 단단함을 뜻하나 강성은 재료가 변형에 저항하는 성질을 뜻한다.    - 재료의 탄성영역내 단단함(변화저..

힘 / 일 / 동력 / 운동량

1 힘(P, F) 1) 힘의 정의    - 물체의 운동상태를 변화시키거나, 물체의 형상을 변형시키는 원천.   - 유체역학에서는 시간에 대한 운동량의 변화율. 2) 힘의 종류    - 표면력(접촉력) : 두 물체 사이의 직접적인 물리적 접촉에 의한 힘.   - 체적력(비접촉력, 물체력) : 물체간 접촉하지 않아도 발생하는 힘.   - 집중력 : 한점에 집중된 힘.   - 분포력 : 선, 면등으로 분포된 힘.     a 선분포 : N/m, kgf/m      b 면적분포 : N/㎡, kgf/㎠      c 체적분포 : 비중량 2 일(W)  1) 일의 정의    - 힘의 공간적 변위.   - 단위시간당 힘의 변화. 2) 일의 종류    ① 모멘트(M) : 물체를 회전시키려는 특성      - M = F x ..

열역학의 주요 상태량

1 물의 밀도   - ρ = 1000 ㎏/㎥=980 N/㎥   2 대기압   - 1atm = 1.0332 ㎏/㎠ = 760 ㎜Hg = 10.33 mAq     = 14.7 psi     = 101325 Pa = 101.325 kPa = 1.01325 bar 3 열량   - 1 ㎈ = 4.2 J   - 1 ㎉ = 4.2 kJ = 427 kgf.m    (1kcal = 3.968Btu = 2.2Chu)   - 1 J = 0.238 ㎈  - 1Q2 = mC(T2-T1) [kcal, kJ, J]  - 물의 잠열    a 융해잠열(1kg의 0도 얼음이 0도 물로 변화할때 필요한 열량) : 80 ㎉     b 기화잠열(1kg의 100도 물이 100도 증기로 변화할때 필요한 열량) : 539 ㎉ 4 비열   - 1k..

물/증기 열적 상태량

1 증기선도(T-v 선도)  2 상태분석 1) 현열(액체열 1→2)    - 물질의 온도변화에만 관여되는 열(sensible heat)    - 물질의 온도변화 정도는 물질의 고유의 비열에 따른다.    - 관련 상태량      * Δq = dh - vdp      * 1q2 = h2 - h1  2) 잠열(증발열 2→3)    - 물의 상변화에만 관여되는 열    - 잠열의 용어는 숨은열(latent heat)으로도 표현된다.    - 물질의 온도를 변화시키지 않는다.    - 지구복사 에너지 중 지표로부터 대기로 이동되는 열 중 대류에 의한 현열보다 증발/응결에 의한 잠열이 더 많다.    - 대기압 상태에서는 현열보다 잠열의 열량이 더 높으나 압력이 상승할수록 현열량이 증가한다. 3) 현열(과열증기 ..

유체 연속 방정식

1 연속방정식 개요  1) 정의    - 흐르는 유체에 질량보존의 법칙을 적용하여 얻은 방정식.   - 가정과 단순화를 통해서 다양한 유체 방정식을 유도할 수 있다.(베르누이 방정식 등) 2) 개념도 2 관련 유도식  1) 질량유량    - 단위시간당 흘러간 유체의 질량    - MT^-1  2) 중량유량    - 단위시간당 흘러간 유체의 중량    - FT^-1  3) 체적유량    - 단위시간당 흘러간 유체의 체적    - L^3T^-1    - 일반적으로 유량이라고 표현한다.    - 비압축성 유체에만 적용가능하다.(밀도의 변화가 없음)  3 연속방정식  1) 1차원 연속방정식  2) 2차원 / 3차원 연속방정식   - 속도벡터    - 구배연산자    - 벡터의 연산 참고(내적)

관유동

1 관유동  1) 개념도 2) 유속  3) 유량 2 관유동 손실 1) 주 손실수두(관마찰 손실수두, headloss)    - 층류    - 난류 : 표면조도(ε)와 관경(D)의 관계로 실험적 추정, 무디선도를 통한 가늠.  2) 부차적 손실수두   - 마찰손실수두 이외의 모든 손실수두(직경변화, 방향변화, 밸브, 유입/유출)   - 국부적손실(minor headloss)    K : 부차적 손실계수, 실험적인 수치로 종류별로 대응되는 값이 상이함. 2) Moody 선도

냉동사이클

1 냉동사이클 개요 1) 정의   - 냉동 : 주위의 온도보다 낮은 온도로 계를 유지하는 것을 의미   - 외부에서 일을 공급하여 냉동 시스템을 구성하는 장치를 냉동기(refrigerator)라 한다.   - 냉동은 냉매(refrigerant)라는 매질을 통해 지속적으로 저온의 물체로부터 열을 빼앗아 고온의 물체로 열을 이동시키는 순환과정(cycle)을 이룬다.     * 저온의 열 저장소에서 열을 빼앗아 열 전달에 필요한 일을 공급받아 고온의 열 저장소로 이 에너지를 방출하는 것. 2) 역 카르노 사이클(reversed carnot cycle)   - 카르노 사이클의 순환방향은 T-s선도 등에서 시계방향 회전이나 역카르노 사이클의 순환방향은 반시계방향이다.   - 역 카르노 사이클은 반시계방향으로 회전..

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