안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 진동 분석을 통해서 기계 시스템 고장을 사전에 예측하는 방법
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계설비에 있어서효율적이고도 안정적인 상태를 유지하기위해진동 분석은 아주 중요하지요정기적 유지보수가 필수 이며그를 위해서는 진동데이터 분석이 아주 큰 부분을 차지합니다.실시간 모니터링을 통한 문제의 조기 발견/ 조치가 가능합니다.최근에는공정 데이터 및 진동데이터를 이용한 기계설비 고장 예측 시스템들이 많이 개발되어 나오고 있는데요.기존에는 진동데이터 수집 및 분석을 미리 입력된 계산 알고리즘에 따라분석 및 고장 예측을 진행하였다면최근에는인공지능 및 빅데이터 관련 기술의 발전에 따라기계설비에 설치된 진동센서 등으로 부터 수집되는 다양한 진동 및 공정 데이터를 수집하고학습된 인공지능기반 예측 모델에 입력 후다변 데이터 학습을 통해예측된 진동 데이터 분석 후 고장 예측 시점까지 , 소요되는 시간고장의 원인 및 공정상 이상 까지 도출해 내는 시스템들이 나오고 있습니다.기존의 설비운전데이터, 공정데이터 및 기존에 관리하던 설비 관리 정보에 대한 학습을 시켜기계설비의 이상과 공정상 이상을 동시에 추출해내고각 기계설비의 임계점에 대한 고장 시점까자 예측하여 사용자에게 제공하여전체적으로 기계설비의 고장을 예측 하게 함으로써사전 조치를 가능하게 하는 방식입니다.
Q. 유체역학에서 난류와 층류를 구분하는 기준과 응용 사례
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 유체역학적 관점에서층류와 난류를 구분하는 기준은레이놀즈 수에 기반한다고 보시면 됩니다.레이놀즈 수(Reynolds number)는 유체 역학에서 유체의 흐름 상태를 결정짓는 중요한 무차원 수로서유체의 관성력과 점성력의 비율을 나타내며, 유체가 층류인지 난류인지 판단하는 데 있어기준이 되는 척도입니다.레이놀즈 수 범위를 2000 이하, 2000 ~ 4000, 4000 이상 3 구역으로 구분짓고2000 이하를 층류2000 ~ 4000 사이를 전이영역으로 층류/ 난류 사이의 전이상태4000 이상을 유체흐름이 불귳픽하고 혼합이 강하게 발생하는, 난류로 판단합니다.이 층류와 난류의 응용사례를 간단히 보면층류는정밀한 용량 분배가 필수인 의료기기( 주사기, 링거 등)오염을 최소화위한 일정한 물질흐름이 필수인 반도체 제조 환경 이 대표적입니다.그외 생명과학/ 다양한 엔지니어링 분야에 활용되며난류는다양한 재료의 혼합을 필요로 하는 식음료 산업,기상예측에 있어서 기후모델링 및 유동분석 분야 에서의 응용 이 대표적입니다.층류와 난류 중 하나만을 이용하는 분야도 있으나그 둘의 전환이 일어나는 분야에서도 역시 이 둘에 대한 이해가 필수이며공기저항 최소화에 있어서 난류를 최소화 하기위한 항공기 꼬리 설계열전달 및 마찰손실 증가 등의 딜레마 해소를 위한 파이프 흐름 설계화학공정에서의 반응의 지연 및 촉진이 번갈아 필요한 공정최적화 설계 등 산업 전반에서 에너지 효율성과 안전성 상승을 위한 연구가 지속적으로 진행 중입니다.
Q. 버스정류장에 나오는 버스 도착시간은
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.버스 정류장에 있는도착 시간 알림판의 메커니즘에 대해 말씀하시는 듯 합니다일단 가장 기본적으로 GPS 기능이 기반이 됩니다.버스 타셨을 때 보시면 버스 내에서 노선 내에서 앞차와 뒷차의 위치 및 대략 시간간격이 표시되는 걸 보실 수 있을 텐데요그 장치가 기본적으로 버스에 장착된 GPS 기능에 기반합니다.버스 내 GPS 모듈이 위치정보를 BMS 로 실시간 전송하게되는데요BMS 는 버스 매니지펀트 시스템 입니다.이렇게 중앙의 시스템에서 각 버스 위치 데이터를 바탕으로 버스 속도, 정류장간 거리, 교통상황 등을 모두 고려한 계산 알고리즘에 따라도착시간을 산출하게 됩니다.이렇게 계산된 정보가 각 정류장의 도착 시간 알림판으로 전송되기에실시간으로 버스도착 시간을 알 수 있습니다.
Q. PUMP와 COMPRESSOR 차이를 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.펌프든 압축기든그냥 크게 보면 결국 유체가 흐르게 하는 부분에서는 비슷한거 아닌가 생각할 수 있습니다만구조나 작동원리 및 기본적인 메카니즘에 있어서 많은 차이가 있습니다.작동 메카니즘 부터 살펴보면펌프는목표로 하는 유체의 운동에너지를 증가시키기 위해 동작하는 장치로유체를 한쪽에서 흡입하고, 다른 방향으로 토출해 해는 방식으로 작동됩니다.펌프 내 임펄러(물레방아 같은 날개)가 회전하면서 흡입 측에서 빨아들이고토출 측으로 뿜어내는 방식으로 유체를 이동시키는 방식입니다.말씀하시는 압축기는 아마 냉매관련 압축기를 말씀하시는 듯한데목표로 하는 냉매를 이송하는 기능은 당연히 있습니다만거기에 냉매를 압축하는 기능을 통하여 냉매를 재사용 할 수있게 하는 목표를 가진 장치입니다.이는 가스 유체에 적용되며가스를 압축하여 가스의 부피를 줄여 결국 압력을 증기시킴으로써 전체적으로 가스흐름을 발생시키고, 가스의 고온고압 상태를 만듦으로서 재사용 (냉각에 따른 응축) 할 수 있는 상태로 변환 시켜줍니다.압축기의 방식에는 왕복동식, 로터리식, 스크류식, 터보식 컴프레셔가 있으며각각 컴프레서에 따라 소음진동, 용량, 효율 등의 차이를 가짐으로적용하는 목적/ 장소에 따른 알맞는 컴프레셔를 선택해야 합니다.앞서 말씀드린대로크게 보면 유체를 어떤 목적이든 이송하는 부분에 있어서는 비슷합니다만구조와 작동방식은 큰 차이를 가지며다른 관점으로 보면유체의 종류 자체가 다르게 적용됩니다.펌프는 액체의 유체를 취급하며컴프레셔는 기체의 유체를 취급합니다.액체는 비 압축성 이므로 컴프레셔로는 이송이 불가하다는 차이점 또한 알 수 있습니다.
Q. K9 자주포에 장착된 국산엔진의 성능과 특징은 어떠한가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로기존의 K9 자주포에 탑재되었던 엔진은독일 산 MT 881 엔진 이었습니다.현재는 국산엔진으로 (STX 개발) 대체 가능하게 개발되어 기존대비 향상된 성능을 보여주고 있는데요.성능상 차이라면연료분사 특성을 최적화 하는 방식으로 기존 독일 엔진 대비 연료 소비율이 5프로 이상 개선되었읍니다.또한 엔진 본체 자체가 독일산 보다 가볍게 설계되어 있습니다.이런 부분에 따라자주포 운용에 있어서엔진의 무게감소 및 연비향상을 통한 동일 연료량 대비 이동가능 거리 향상 및동일 출력 대비 기동력 향상을 통해총합적인 전투력 향상을 도모할 수 있게 되었습니다.