안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
기계공학
Q. 냉각시스템의 주요 요소는 어떻게 되있나요?
냉각 시스템은 주로 열 교환기, 펌프, 냉각수, 팬, 배관 시스템 등으로 구성됩니다. 열 교환기는 열을 효과적으로 전달하여 기계 부품의 온도를 낮추는 역할을 합니다. 펌프는 냉각수를 순환시켜 시스템 내에서 열을 효과적으로 분산시키며 냉각수는 열을 흡수하고 전달하는 매개체로 일반적으로 물이나 냉각액이 사용됩니다. 팬은 공기를 강제로 흐르게 하여 열을 방출하는 역할을 하며 배관 시스템은 이러한 구성 요소들을 연결해 냉각수를 순환시키는 데 필요한 경로를 제공합니다. 이러한 요소들은 함께 작동하여 기계의 과열을 방지하고 안정적인 성능을 유지하는 데 기여합니다.
기계공학
Q. 용접의 종류는 어떤 종류로 되어 있나요?
용접은 여러 종류로 다양한 방식들이 있는데요. 주요 용접 방식에는 아크 용접, MIG/MAG 용접, TIG 용접, 저온 용접, 점 용접 등이 있습니다. 아크 용접은 전기 아크를 이용해 금속을 녹여 연결하는 방식으로 일반적으로 많이 사용되고 있씁니다. MIG/MAG 용접은 가스 보호 아크 용접으로 비금속 및 강철, 알루미늄 등 다양한 금속에 적합합니다. TIG 용접은 고급 용접으로 비철금속 및 스테인리스강에서 정밀한 작업에 많이 활용됩니다. 점 용접은 주로 얇은 판재를 연결하는 데 효과적이며, 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.
기계공학
Q. 엔진에서 사용하는 왕복 운동과 회전 운동의 차이점은 무엇인가요?
왕복 운동과 회전 운동은 기계적 운동의 두 가지 형태로 각각의 특성이 다른데 왕복 운동은 물체가 정해진 경로를 따라 앞뒤로 반복적으로 움직이는 것으로 엔진의 피스톤이 실린더 내에서 위아래로 이동하는 것 입니다. 이 운동은 주로 직선 경로를 따르며 엔진의 연료 연소에 따른 압력 변화로 발생합니다. 반면에 회전 운동은 물체가 중심 축을 중심으로 원을 그리며 회전하는 것으로 엔진의 크랭크축이 회전하는 경우가 이에 해당합니다. 왕복 운동은 직선적이며 회전 운동은 회전적입니다. 이 두 운동은 엔진에서 서로 연결되어 작용하여 동력을 전달합니다.
기계공학
Q. 안정성에 무게를 두고 설계를 한다면 만드는 규정을 다 알아야 하나요?
네, 규정을 알면 알수록 좋습니다. 제품 설계 시에는 안전성과 관련된 규정을 숙지하고 준수하는 것이 매우 중요하며 설계 시작할 때 가장 기본이라고 할 수 있겠습니다. 설계자는 산업 표준, 법적 규제, 안전 기준 등을 고려하여 부품을 설계해야 하며, 이를 통해 제품의 안정성을 보장해야 합니다. 이러한 규정은 제품의 사용 환경, 예상되는 하중, 재료 특성 등을 포함하여 사고나 고장을 예방하기 위한 지침을 제공합니다. 설계 과정에서는 FMEA와 같은 기법을 활용해 잠재적인 위험 요소를 사전에 식별하고 이를 해결하기 위한 대책 및 개선을 진행해야 합니다. 따라서, 규정과 안전성을 고려한 설계는 제품의 신뢰성과 품질을 높이는 데 필수적입니다.
기계공학
Q. 기계공학에서 말하는 모멘트와 토크의 차이점은 무엇인가요?
모멘트와 토크는 모두 회전이나 회전력을 나타내는 물리적 개념으로 기계공학에서는 가장 기본이면서도 중요한 역할을 합니다. 모멘트는 힘이 물체에 작용할 때 그 힘이 어느 지점을 기준으로 회전시키는 경향을 뜻하며 일반적으로 지레 효과로 설명됩니다. 토크는 주로 축을 따라 회전시키려는 힘의 크기를 나타내며 자동차 엔진이나 기계 장치의 회전력을 설명할 때 사용됩니다. 차이점은 모멘트가 회전축 외의 지점을 기준으로 할 수 있는 반면에 토크는 회전축을 중심으로 한 회전력을 나타낸다는 점에 있습니다.
화학공학
Q. 섭씨온도로 화씨온도 계산하는 법이 무엇인가요?
인체의 정상 체온은 보편적으로 우리가 아는 것과 같이 섭씨 약 36.5도에서 37도이고 화씨로는 약 97.7°F~98.6°F입니다. 섭씨는 물의 어는점을 0°C, 끓는점을 100°C로 기준을 두고 측정하는 반면에 화씨는 물의 어는점을 32°F, 끓는점을 212°F로 기준합니다. 두 온도 체계의 차이는 측정 기준과 단위 간격에서 비롯되는데 화씨는 일상적인 온도 범위를 세분화해 표현하기 쉽도록 개발되었고 섭씨는 물의 상태 변화와 관련해 과학적 기준에 맞춰 간편하게 사용됩니다.
화학공학
Q. 예전에는 납에 대한 위험성을 왜 몰랐을까요?
과거에는 과학적 연구와 독성 분석 기술이 부족해 납의 위험성을 체계적으로 파악하기 매우 어려웠습니다. 납은 가공이 쉽고 내구성이 높아 다양한 분야에서 유용하게 사용되어 유해성보다는 편리성이 강조되었으며 또한 급성 독성이 아닌 장기간 노출로 인한 만성 중독이 대부분이라 증상이 서서히 나타나 원인과 결과를 바로 연결하기 어려웠습니다. 근대에 이르러 의학과 화학 분석 기술이 발전하면서 납이 인체와 환경에 미치는 해로운 영향을 점차적으로 인식하게 되었습니다.
기계공학
Q. 기계를 설계할때 컴퓨터 프로그램이 사용되는데 CAD는 어떻게 이용 되나요?
기계 설계에서 CAD 정밀한 도면 작성과 3D 모델링을 통해 설계의 구체화를 돕는 tool로 활용되고 있습니다. 설계자는 CAD를 통해 부품이나 기계 시스템의 정확한 치수와 형상을 시각화하여 설계한 부품들이 상호작용하거나 조립될 때 발생할 수 있는 간섭을 미리 확인할 수 있습니다. 최소한의 비용으로 확실하게 설계한다고 생각하시면 되겠습니다. 또한 CAD는 재질, 구조 분석과 같은 시뮬레이션 기능을 제공해 응력, 열전달 등의 물리적 특성을 분석하는 데 유용하며 설계 수정이 간편해 반복 작업도 효율적으로 수행할 수 있습니다.
기계공학
Q. 기계공학에서 쓰는 뉴턴의 법칙 3가지는 무엇인가요?
기계공학에서 자주 쓰이는 뉴턴의 법칙에는 뉴턴의 운동 제1법칙, 제2법칙, 제3법칙이 있습니다. 제1법칙(=관성의 법칙)은 물체가 외부 힘이 없으면 정지하거나 일정 속도로 움직이는 상태를 유지한다는 원리입니다. 제2법칙(=가속도의 법칙)은 물체의 가속도가 힘에 비례하고 질량에 반비례함을 나타내며 공식은 (F = ma)로 표현됩니다. 제3법칙(=작용-반작용의 법칙)은 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면 그 물체도 동일한 크기의 반대 방향 힘을 가한다는 원리입니다.
기계공학
Q. 기계에 설계에서 말하는 기어들의 종류들은 어떤게 있나요?
기계 설계에서 사용되는 기어에는 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어, 웜 기어, 유성 기어 등이 있습니다. 스퍼 기어는 평행 축 사이에서 소음이 적고 간단한 구조로 일반 감속 장치에 쓰이고 헬리컬 기어는 경사진 이빨로 고속, 고하중 환경에 적합하며 더 부드럽게 작동합니다. 베벨 기어는 축이 교차하는 경우 주로 90도 각도로 회전 방향을 바꾸는 데 사용됩니다. 웜 기어는 자가잠금 기능이 있어 큰 감속비가 필요한 곳에 적합하고 유성 기어는 동력 분배가 유리해 차량 변속기 등에서 많이 쓰입니다. 각 기어들은 용도에 맞게 발전되어 왔기에 이점 유념하면 되겠습ㄴ다