안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
화학공학
Q. 공정 최적화를 위한 최신 화학공학 기술들은?
최신 화학공학 기술을 활용한 공정 최적화에는 크게 반응 조건 최적화, 촉매 개발, 공정 시뮬레이션 및 모델링, 열 회수 및 에너지 절감, 폐기물 최소화 및 재활용 등이 포함되어 있는데요. 반응 조건 최적화는 온도, 압력 등의 조건을 최적화해 반응 효율을 높이고 촉매 개발은 더 효율적이고 친환경적인 반응 촉진을 돕습니다.공정 시뮬레이션과 모델링은 다양한 공정 변수를 컴퓨터로 예측해 실험 비용을 줄이게 되며 열 회수 기술은 반응 중 발생하는 열을 재사용해 에너지를 절감합니다. 또한 폐기물 관리와 재활용 기술로 환경 영향을 최소화할 수 있겠습니다.
기계공학
Q. 복잡한 기계 구조의 안전성을 평가하는 방법은?
복잡한 기계 구조의 안정성을 평가하는 방법에는 유한 요소 해석을 통한 응력 분포와 변형 분석, 동적 해석을 통한 진동 및 충격 반응 평가, 구조적 건전성 검사를 통한 재료 결함 확인, 피로 해석을 통한 반복 하중에 의한 파손 가능성 분석이 있습니다. 또한 실험적 방법으로 프로토타입을 제작하여 실제 조건에서 성능을 테스트하는 것도 중요한 평가 방법입니다.
기계공학
Q. 북한이 장사정포를 전진배치했다고 하는데요. 우리나라도 장사정포요격체계가 있나요?
북한의 장사정포는 주로 서울을 포함한 수도권을 타깃으로 전진 배치된 단거리 미사일 및 대구경포로 빠르고 낮은 고도로 비행해 요격이 어려운 특징이 있습니다. 한국은 이러한 위협들을 대응하기 위해서 한국형 아이언돔 요격체계를 개발 중에 있습니다. 이 시스템은 고속으로 접근하는 장사정포를 요격하는 방어 시스템이고 기존의 패트리어트와 천궁-II 요격 미사일 체계도 보유하고 있기에 다층 방어를 구축하려 하고 있습니다.
기계공학
Q. 북한에서 시험발사에 성공한 ICBM관련 질문입니다.
북한의 화성17형 ICBM은 최대 사거리가 15,000km에 달하는데 미국 본토까지 도달할 수 있는 성능을 갖춘 것으로 평가되고 있는 미사일입니다. 이 미사일은 다탄두 재진입체 기능을 탑재할 가능성이 있어 여러 개의 핵탄두를 각각 다른 표적에 투하할 수 있는 능력이 있을 것으로 추정되는데요. 발사체 기술 면에서 북한은 이동식 발사대에서 발사 가능하고 고체 및 액체 연료 모두를 사용하는 기술을 보유하고 있어 발사 준비 시간을 단축하고 탐지를 어렵게 하는 능력을 갖춘 것으로 보입니다.
화학공학
Q. 증류가 순수 물질 분리에 어떻게 사용 되나요?
증류는 혼합물의 성분이 가진 끓는점 차이를 이용해 성분을 분리하는 공정을 일컷습니다. 화학공정에서 증류는 증류탑을 통해 이루어지게 되며 혼합물을 가열해 휘발성이 높은 성분이 먼저 증발하도록 합니다. 증기는 상단에서 냉각되어 액체로 응축되고 이렇게 분리된 액체가 모여 원하는 성분을 얻을 수 있습니다. 단순 증류는 두 성분의 끓는점 차이가 클 때 분별 증류는 끓는점 차이가 작은 여러 성분이 있을 때 유효하겠습니다.
화학공학
Q. 화학 공정에서 촉매는 어떤 역할을 하는 건가요?
증류는 혼합물의 각 성분이 가진 끓는점 차이를 이용해 특정 성분을 분리하는 과정을 말합니다. 화학 공정에서 증류는 주로 증류탑을 통해 이루어지는데 혼합물을 가열해 휘발성이 높은 성분부터 증발시켜 이를 다시 응축하여 분리합니다. 단순 증류는 끓는점 차이가 큰 혼합물에 사용하게 되고 분별 증류는 성분이 여러 개일 때 순차적으로 분리하는 데 적합한 방법입니다. 진공 증류는 열에 민감한 물질을 낮은 온도에서 분리할 때 유용합니다.
화학공학
Q. 폴리머 합성에서 단량체와 중합체의 차이가 무엇인가요?
단량체들이 연결되어 중합체 되는 과정은 중합 반응입니다. 중합 반응은 주로 추가 중합과 축합 중합 두 가지로 나뉘는데요. 추가 중합에서는 이중 결합을 가진 단량체들이 결합하며 촉매와 열, 압력 조건이 중요한 역할을 하고 축합 중합은 단량체들이 결합하여 물, 암모니아 등의 부산물이 생성되며 이때 반응 속도와 수율을 높이기 위해 적절한 온도와 촉매가 필요합니다. 이 과정에서 반응 조건에 따라 폴리머의 분자량, 구조, 물성이 달라지기에 원하는 특성을 가진 중합체를 생산할 수 있습니다.
화학공학
Q. 열역학 이 화학공학에서 중요한 이유는 무엇인가요?
열역학은 화학공학에서 반응의 자발성, 평형 상태, 에너지 변화 등을 예측하기 위한 필수적인 학문입니다. 엔탈피와 엔트로피 변화를 통해 반응이 자발적으로 진행되는지 판단하고 공정에서 에너지 효율을 극대화할 수 있습니다. 또한 열역학적 평형 상태를 분석하게 되면 최적의 반응 조건을 설정할 수 있어서 원하는 제품의 수율을 높이고 불필요한 에너지 소비를 줄입니다. 이는 공정 설계, 에너지 관리, 원가 절감 등 화학 공정의 전반적인 효율성과 경제성에 큰 영향을 미치게 됩니다.
화학공학
Q. 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인이 무엇인지 궁금합니다
화학 반응 속도는 온도, 압력, 농도, 촉매 등의 요인에 의해 크게 좌지우지됩니다. 온도가 높아지면 반응물 입자의 에너지가 증가해 반응 속도가 빨라집니다. 압력이 높아지면 특히 기체 반응의 경우 입자들이 더 가까이 밀집돼 충돌 빈도가 늘어 속도가 증가하게 되고 농도가 높으면 반응물 입자 간 충돌 확률이 높아져 속도가 빨라집니다.촉매는 활성화 에너지를 낮춰 반응 속도를 높이고 공정 효율과 생산 속도를 향상시키는 역할입니다. 이러한 요인들은 화학 공정에서 비용 절감과 생산성에 중요한 영향을 미치겠습니다.
화학공학
Q. 감광액 문의드립니다 도와주세요!!
실리콘 잉크를 실크 인쇄하려면 적합한 감광액을 선택하는 것이 중요합니다. 일반적으로 실리콘 잉크는 높은 내열성 때문에 감광액도 강한 내구성과 고온 안정성을 가져야 합니다. 추천할 만한 감광액은 실리콘에 잘 부착되는 에멀션 제품으로 폴리우레탄 기반이나 내화학성이 높은 에멀션을 사용하면 좋습니다.