안녕하세요 이승훈 전문가입니다.
Q. 기계에서 끼익 소리가 나는 것은 왜그런가요?
옙 맞습니다. 윤활이 되지 않아 마찰음이 발생하는 것입니다. ㄷㅇㅅ에서 WD-400 같은 윤활제를 사서 뿌려 주시면 해결됩니다.
Q. 건담같은 대형 로봇을 등장할수 있을까요?
대형로봇의 크기가 어느 정도에 따라 다르겠지만, 휴머노이드 로봇은 현재 성인 남성보다 약간 작은 사이즈에서도 움직임 제어가 굉장히 정교하고 어렵습니다. 단순히 팔 관절, 손가락 움직임만 가능한 로봇은 지금도 커피머신, 자동차 공장 조립라인에서 널리 쓰이고 있으나 인간의 움직임을 구현하는 기술은 훨씬 고차원의 영역입니다. 단순 제자리에서 눈꺼풀, 목, 팔 조금 움직이는 수준의 도쿄 오다이바 건담 동상같은 것을 로봇으로 얘기하지는 않습니다.특히 크기가 커질수록 무게와 이를 구동하는 에너지가 기하급수적으로 필요하고 각 파츠들의 무게도 무거워집니다. 단순 3차원 좌표에서 움직이는 조선소 골리앗 크레인도 중량물 무게 때문에 아주 느린 속도로 움직입니다.또한 휴머노이드 로봇은 무게 중심이 높아 쓰러지기 쉬운데 그 큰 로봇이 한번이라도 쓰러진다면 바로 산산조각 날것입니다. 또한 그 대형로봇을 활용하기 위한 목적이 있어야 하는데 경제성이 없다면 자본과 연구개발 투자가 들어오지 않을 것입니다.
Q. 물배관 급수부분에 팽창탱크는 왜 달리나?
보일러 등 열원설비 가열 시 온도차에 따른 유체 체적변화를 흡수하기 위함입니다. 배관계에서 온도 상승 시 체적이 증가하는데 유체는 비압축성으로 속이 꽉찬 배관계 어디에서도 이를 흡수해주지 않으면 약한 부분이 터지게 됩니다.(예 : 플랜지 결합 부)
Q. 전기모터가 내연기관보다 힘이 더강한 이유가 무엇인가요?
회전기계에서 동력(Power)은 토크(Torque)와 회전속도(RPM)의 곱으로 표현됩니다.엔진 계기판에 보시면 RPM이 표기되어 있고 토크는 차를 움직이는 힘이라고 이해하시면 될 것 같습니다.우선 아래 용어 정의를 참고하세요.마력(1마력은 75kg을 1초동안 1m 욺직이는 힘마력 = 동력(Power)동력 = 토크 x RPM전기모터가 강한 힘을 보인다는 것은 사용자 측면에서 직관적으로 느낄 수 있는 출발 토크 또는 가속 응답성을 생각했을 때 얘기인 것 같습니다.내연기관은 출발 시 토크컨버터를 사용하는데 유체를 전달(선풍기로 맞은편 선풍기를 돌리는 원리) 기계 특성 상 응답성이 느리고 에너지 손실이 많습니다.구글에 자동차 토크-마력 곡선을 찾아보시면 RPM이 한참 올라간 영역에서 최대마력을 나타냄을 볼 수 있습니다. 따라서 내연기관은 출발 및 가속 영역에서 즉각적으로 최대의 힘을 끌어낼 수 없습니다.반면 전기차(모터)는 플레밍의 왼손법칙에 의한 전자기력으로 인해 회전하는데 전기차에 들어가는 동기전동기의 경우 토크는 전압에 비례합니다. 따라서 수백볼트의 고전압을 즉각적으로 모터에 줄 수 있고 디지털 식 PWM제어를 통해 기계식 토크커버터 대비 고효율로 회전속도를 제어할 수 있기 때문에 즉각적인 토크를 만들어 낼 수 있습니다.하지만, 힘은 결국 토크 x RPM 이므로 정량적인 비교를 위해서는 마력을 보셔야 합니다. 300마력인 전기차와 200마력인 내연기관 차라면 당연히 전기차가 힘이 쎄고, 반대라면 내연기관이 쎕니다.비슷한 예로 디젤자동차와 가솔린자동차의 경우 누가 더 힘이 쎄다고 말할 수 있을까요?디젤자동차는 "토크 x RPM" 중 에서 토크가 높아 출발하는 힘이나 끄는 힘이 좋아 화물용으로 많이 쓰이고, 가솔린 차는 "토크 x RPM" 중 에서 RPM이 높아 빠른 속도를 낼 수 있습니다.디젤차가 끄는 힘(지구력)이 좋은 말이라면 가솔린차는 빨리 달리는 말이라고 표현할 수 있고 말이 끄는 힘, 즉 마력은 결국 숫자(제조사가 제공하는 성능시험 결과)로 비교할 수 있습니다.
Q. 냉동기와 히트펌프의 차이는 무엇인가요?
각각의 명칭이 사용 목적에 따라 차이가 있고, 그에 따라 아주 작은 차이(Reversing Valve)가 있습니다.이외 하드웨어는 동일합니다. 간단히 말씀드리면 에어컨(질문에서는 냉동기)을 반대로 설치하여 실외기를 실내 방향으로 하면 난방기(질문에서는 히트펌프)로 쓸 수가 있습니다.냉동기와 히트펌프는 모두 냉동사이클을 이용하는 열기계 입니다.열역학 제2법칙에 따라 열 에너지가 높은(온도가 높은) 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다.냉동기는 주변의 온도보다 낮게 유지하기 위해 일정공간의 열을 다른 곳으로 빼서 제거해줍니다. 가만히 놔두면 열역학 2법칙에 의해 주위 온도와 같아집니다. 이를 거스르기 위해 에너지(압축기)가 추가로 들어갑니다.히트펌프는 낮은 온도의 열을 높은 곳으로 강제로 이송(펌프)해 줍니다. 역시 자연의 순리(열역학 2법칙)를 거스르기 위해서는 외부동력(압축기)이 필요합니다. 같은 원리로 냉난방기 또한 하나의 기계로 난방과 냉방을 할 수 있는 이유는 사방 리버싱 밸브(4 way valve reversing valve)를 통해 사이클의 방향을 바꿔주기 때문입니다.목적:냉동기: 주로 공간이나 물체의 온도를 낮추는 데 사용됩니다. 즉, 주변 공간에서 열을 제거하여 냉각을 유지합니다.히트펌프: 열을 하나의 공간에서 다른 공간으로 옮기는 데 사용됩니다. 따라서 냉난방 시스템으로서의 역할을 합니다. 외부 환경에서 열을 흡수하여 실내로 전송하여 난방하거나, 그 반대로 실내에서 열을 흡수하여 외부로 배출하여 냉각합니다.작동 방식(냉동사이클):냉동기: 압축 냉각 순환과 열 교환을 사용하여 열을 제거합니다. 즉, 냉매가 압축되고 확장되면서 열을 흡수하고 방출합니다.히트펌프: 역사적으로는 냉동기와 유사한 방식으로 작동하지만, 4방밸브(4 way valve 또는 reversing valve)를 사용하여 히트펌프의 압축기에서 토출된 냉매가 흐르는 방향을 바꿔서 난방모드와 냉방모드를 변환시켜줍니다. 즉, 압축과 확장 사이의 열 흡수 및 방출이 역으로 이루어집니다.적용 분야:냉동기: 주로 가정용 냉장고, 공업용 냉동고, 공장 등에서 사용됩니다.히트펌프: 난방 및 냉각 시스템으로 사용되며, 가정용 난방 및 냉방, 건물 난방 및 냉방, 수영장 난방 등 다양한 분야에서 사용됩니다.