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공학 문제해결

【기계재료】상평형도 보는법 벤젠 톨루엔 기액 평형도입니다. X축은 벤젠의 몰분율로 0이면 톨루엔입니다. 보통 화학공학에서는 TX선도라고 표현을 많이 합니다. 혼합물은 구성비에 따라 끓는점이 다릅니다. 여기서 몰분율과 온도에 따라 (T와 X) 구성비를 알 수 있는데요. 이 방법을 지렛대의 원리, LEVER RULE 레버 룰이라고 말합니다. 방법은 간단합니다. 먼저 온도와 조성에 선을 그어 교점을 구합니다. 초록색 영역이 액상, 기상 모두 있는 영역입니다. 조성과 온도가 지정되어 있을 때 상평형선에 접할 때의 X값을 구합니다. 값을 읽어보면, 액상 영역에서 내려오는 수치가 액상에서의 벤젠의 조성, 기상 영역에서 내려오는 수치가 기상에서 벤젠 조성입니다. 각 PHASE에서 MOLE FRACTION을 의미합니다. 상백분율, 즉 기상과 액..
【화학공학】P&ID - Identification Letters P&ID에서 사용되는 약어를 알아보도록 하겠습니다.도면에 사용되는 약어 표입니다. 첫번째 글자와 두번째 글자로 표기가 많이 되는데요, 예를들면 PI는 PRESSURE INDICATOR, TI는 TEMPERATURE INDICATOR를 의미합니다. 즉 압력을 측정하거나 온도를 측정하는 장치를 의미하고 TIC로 표기하면 온도를 측정하고 조절한다는 의미입니다. CONTROL VALVE에 연결하여 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 밸브의 표기는 TCV라고 되어있습니다. 즉 TEMPERATURE CONTROL VALVE의 약어입니다. 이런 식으로 탱크에 LEVEL INDICATOR ALARM을 OPERATOR ROOM에서 확인하고, LEVEL INDICATOR를 LOCAL에서 확인 가능하다고 표시가 가능합니다. ..
【기계설계】브레이크의 이해 1 - 브레이크 개요 및 블록브레이크 이번 글에서는 일반기계기사 실기 필답형의 브레이크 파트를 다뤄보도록 하겠습니다. 확실한 이해가 필요한 파트이기 때문에 최대한 쉽게 설명하고자 합니다만 보시고도 궁금하신 점이 있으시다면 댓글 남겨주시면 되겠습니다. 우선 기사 시험에서의 브레이크는 마찰을 통해 기계의 운동을 줄이거나 정지시키는 마찰브레이크를 말합니다. 이때 브레이크 레버, 브레이크 블록, 브레이크 드럼으로 구성되는 것이 일반적이며 종류에 따라 상이합니다. 하는 역할은 같고 이름이 다른 경우가 많습니다. 내확 브레이크에선 블록 대신 슈가 있다는 것, 밴드 브레이크에선 블록 대신 밴드가 있다는 것 등과 같습니다. 따라서 명칭은 문제를 이해할 수준이면 될 것이고 중요한 건 힘의 방향과 식을 세우는 법이라고 생각합니다. 이어서, 블록 브레이크, 내..
【화학공학】화학공정 P&ID 기호 설명 P&ID는 Piping & Instrumentation Diagram의 약어로 플랜트 설계 시 배관과 장치들을 간단히 나타내는 기호와 그림입니다. 기본적으로 P&ID는 모두 대문자를 사용합니다. 위는 Pipe와 Valve와 기타 장치들의 기호입니다. 1번은 FLOW LINE으로 유체(특히 액체)가 지나는 관을 의미합니다. 2번은 공기가 지나는 관입니다. 보통 MAIN LINE을 굵게, COOLING WATER LINE을 좀 더 가늘게 그립니다. STEAM LINE은 간격이 떨어져 있는 점선으로 연결합니다. 위는 다양한 밸브들입니다.1번은 GATE VALVE2번은 GLOBE VALVE 3번은 BALL VALVE4번은 BUTTERFLY VALVE5번은 CHECK VALVE입니다. CHECK VALVE는 이렇..
【화학공학】Batch Reactor 반응공학에서 가장 먼저 다루는 Batch Reactor에 대해 알아보도록 하겠습니다. 장점반응이 진행되는 동안 채우거나 비우지 않음장시간 가동 시 높은 전환율(전화율)을 얻을 수 있음운전 유용성 (제품1 생산 후 2 생산 가능)청소가 쉬움단점회분당 비용이 많이 듦생성물의 품질이 고르지 못함 이런 장단점을 가지고 있습니다. 일반적인 몰 수지식입니다. Batch Reactor는 Input, Output = 0이고, 시간에 따른 축적이 있습니다. 따라서 적분항과 우변만 남게 되고, 일정 부피에서 반응이 일어나므로 미분방정식을 정리하게 되면 Reactant 에서 Product로 가는 수지식이 위와 같이 정리됩니다. 왼쪽 그래프는 시간에 따른 Reactant의 변화고, 오른쪽 그래프는 시간에 따른 Product의..
열역학 제0법칙 (열평형의 법칙) 기사 시험에서 점수를 주기 위한 문제로 자주 출제되는 열평형 문제에 관해 다뤄보도록 하겠습니다. 우선, 열역학 제 0법칙의 정의는 아래와 같습니다. 온도가 서로 다른 두 물체를 접촉(혼합)시키면 온도가 높은 물체의 온도는 내려가고, 온도가 낮은 물체의 온도는 올라가서 두 물체의 온도차가 없어져 열평형 상태로 변하게 되는 것 조금 더 간단히 하면 "온도가 다른 물체를 접촉(혼합)시키면 열교환이 일어나 같은 온도가 된다." 정도입니다. 이는 온도계의 원리이기도 하고 어찌보면 당연하게 받아들여지기도 합니다. 일반식은 아래와 같습니다. 이 때, 열량을 구하는 문제라면 온도의 단위가 크게 중요하진 않습니다. 어차피 온도차를 곱해주기 때문입니다. 하지만 온도를 구하는 문제라면 질문에서 구하라는 단위를 잘 보고 정답..
【화학공학】반응기. Reactor 반응기에 대해 문제를 풀기 전, 반응기가 어떤 것인지 간단히 알아보도록 하겠습니다. 1. 반응기(Reactor) 화학반응을 진행시키기 위해 사용하는 기구. 최적의 환경을 제공하여 반응이 잘 일어나도록 해줌 형태로는Tank 타입 : Batch Reactor(배치), CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor)Tube 타입 : PFR (Plug Flow Reactor), PBR (Packed Bed Reactor) 로 분류가 됩니다. 이중 Batch Reactor만 연속적이지 않으며 나머지는 연속흐름 반응기입니다. 2. Batch Reactor 교반기와 하나의 탱크 Batch Reactor장점반응이 진행되는 동안 채우거나 비우지 않음장시간 가동 시 높은 전환율(전화율)을 얻을 수 있..
【화학공학】나이트로벤젠 Nitro Benzene 나이트로벤젠(니트로벤젠)에 대해 알아보도록 하겠습니다. Nitro Benzene 1. 나이트로벤젠의 물리 화학적 특성방향족 니트로 화합물의 일종. 물에는 잘 녹지 않고 유기 용매에 잘 녹음수용액은 단맛이 남약한 산화작용 발암성 물질, 피부에 흡수되기 쉬움. 화학식 (chemical formula)C₆H₅NO₂분자량 (molar mass)123.11g/mol형상 (Appearance)노란색의 기름기밀도 (Density)1.199 g/cm3녹는점 (Melting point)5.7 °C끓는점 (Boiling point)210.9 °C 미국화재예방협회(NFPA 704)가 정한 니트로벤젠의 심볼은 다음과 같습니다. 각 심볼의 숫자를 해석하면파란색 (3) : 짧은 신체적 노출로도 만성적인 부상을 야기할 수 있음빨간..
【재료역학】 내압을 받는 압력용기(원통형, 구형) 응력과 압력에는 많은 공통점이 있습니다. 가장 중요한 것은 차원이 같다는 것입니다. 면적만 곱해주면 둘 다 힘(하중)을 나타내므로 작용방향만 고려해준다면 평형방정식을 세울 수 있습니다. 이 평형방정식을 통해 우리가 흔히 배우는 공식들이 유도됩니다. 오늘은 이러한 유도과정으로 응력에 대한 이해를 높이고 압력용기에 어떻게 응력과 압력이 작용하는지에 대해서도 알아보도록 하겠습니다. 먼저 원통형 압력용기에 대해 살펴보겠습니다. 재료역학이 적용되는 물체는 우리 주변에 매우 많습니다. 내압을 받고 있는 원통형 내압용기 중 흔히 볼 수 있는 것은 LPG가스 용기입니다. 물체를 생각하며 바로 원주방향, 축방향의 응력을 유도해보도..
항공우주공학이란 항공우주공학(aerospace engineering)이란? 자유롭게 하늘을 나는 비행기, 강한 불꽃과 함께 우주를 향해 달려가는 로켓을 보며 가슴이 떨린 적이 있나요? 이 땅에 발 붙이고 하늘을 바라보며 살아가는 우리에게는 하늘을 날아가고자 하는 끝없는 욕망이 있는 것 같습니다. 세계 최초로 비행에 성공한 라이트 형제부터 Space X의 일론 머스크까지 인간은 언제나 하늘에 닿기를 꿈꿉니다. 항공우주공학은 그 꿈을 실현하기 위한 도구입니다. 또한 우리가 언제 어디서나 지구 반대편의 소식까지 받아 볼 수 있게 해주는 인공위성, 우리 생활과 점점 가까워지고 있는 드론까지 이미 우리의 삶은 항공우주공학과 밀접하게 연관되어있습니다. 항공우주공학이란 이와 같이 하늘을 날아다니는 기계를 설계, 제작, 시험하기 위한..

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