전체 글31 유체의 기본 성질, 초보자를 위한 완벽 정리 가이드 유체의 기본 성질, 초보자를 위한 완벽 정리 가이드서론유체역학은 기계공학, 항공공학, 환경공학, 심지어 의료 분야까지 다양한 산업에서 필수적인 학문입니다. 그런데 이 복잡한 학문도 그 시작은 간단한 유체의 기본 성질을 이해하는 것에서 출발합니다.이번 글에서는 유체란 무엇인지, 그리고 초보자라면 반드시 알아야 할 유체의 주요 성질을 하나하나 쉽게 설명해 드리겠습니다. 기초를 제대로 이해하면 나중에 CFD 해석이나 배관 설계에서도 큰 도움이 됩니다. 그럼 바로 시작해 볼까요?1. 유체란 무엇인가?정의유체(fluid)는 고체와는 달리 일정한 형태를 유지하지 않고 외부 힘이 작용하면 흐르는 성질을 가진 물질입니다. 크게 두 가지로 나뉘는데요:액체 (Liquid): 일정한 부피를 유지하지만 형태는 용기에 따라 바.. 2025. 6. 13. 열응력과 열팽창의 개념 및 열 하중 대응 설계법 1. 열응력과 열팽창이란?열팽창 정의열팽창(Thermal Expansion)은 온도가 상승할 때 재료의 부피나 길이가 증가하는 현상입니다. 재료에 따라 팽창률이 다르며, 설계 시 이를 고려하지 않으면 변형이나 파손이 발생할 수 있습니다.열응력 정의열응력(Thermal Stress)은 열팽창이 제약될 때 내부에 발생하는 응력입니다. 구조물 고정, 비균일 가열, 이종 재료 접합 등에서 주로 발생합니다.2. 열팽창과 응력의 수식열팽창량 계산ΔL = α × L₀ × ΔTα: 선팽창계수 (/K), L₀: 원래 길이, ΔT: 온도변화열응력 계산σ = E × α × ΔTσ: 응력(MPa), E: 탄성계수(GPa)3. 열응력 발생 상황양단 고정된 부품이 가열될 때서로 다른 팽창률을 가진 재료가 결합되었을 때온도 구배가.. 2025. 6. 12. 열저항 구조의 최적화 설계 및 재료 선택 전략 1. 열저항 구조 최적화란?정의열저항 구조 최적화는 시스템 내 열 흐름을 효율적으로 제어하고, 불필요한 열손실을 줄이기 위해 전도, 대류, 복사 등 열전달 경로에 존재하는 저항을 최소화하는 설계 기법입니다.목표효율적인 냉각 및 단열 설계 구현전열 성능 향상 및 에너지 절약제품 수명 증가 및 안전성 확보2. 열저항 종류와 설계 영향1) 전도 열저항 (Rcond)고체 재료의 두께 및 열전도율에 따라 결정얇고 열전도율 높은 재료 선택이 중요2) 대류 열저항 (Rconv)공기와 접촉하는 표면에서 발생유체 속도 증가 및 핀 구조 최적화로 감소 가능3) 접촉 열저항 (Rcontact)두 재료 사이 틈에서 발생서멀페이스트(TIM) 등 사용으로 최소화3. 최적화 설계 전략1) 재료 선택 기준열전도율(k)이 높은 금속 .. 2025. 6. 12. 열손실 분석 기법과 에너지 절약 설계 전략 1. 열손실이란 무엇인가?정의열손실(Heat Loss)은 시스템에서 필요하지 않은 방향이나 영역으로 열이 유출되는 현상을 말합니다. 이로 인해 에너지 효율이 저하되고, 시스템 성능 및 안정성에도 영향을 미칩니다.주요 원인불충분한 단열 또는 열차단 설계불필요한 대류, 전도, 복사열이 집중되지 않고 분산되는 구조2. 열손실 분석 기법1) 열화상 카메라표면 온도 분포를 시각화해 열 누설 영역 파악2) 열유량계 및 온도 센서지점별 유량 및 온도 차이 측정 → 손실 추정3) 시뮬레이션 기반 해석CFD, 열해석 도구 활용 → 설계 단계에서 예측3. 주요 열손실 영역영역열손실 유형예시건물 외벽전도 + 대류단열재 미설치, 창문 틈배관 시스템표면 복사온수관 노출열교환기전도 + 스케일 누적튜브 스케일로 열저항 증가4. 에.. 2025. 6. 12. 유체의 마찰 손실을 줄이는 표면 처리 기술 유체의 마찰 손실을 줄이는 표면 처리 기술왜 표면 처리가 유체 흐름에 중요할까?배관, 풍동, 자동차, 항공기, 터빈 등에서 유체가 흐를 때, 표면 저항이 전체 효율에 큰 영향을 끼칩니다. 특히 마찰 저항(skin friction)은 유속이 빠를수록 압력 손실이 크게 증가하기 때문에, 효율과 에너지 소비를 좌우하죠. 따라서 표면 처리를 통해 마찰손실을 줄이는 기술은 산업 전반에서 핵심적인 이슈입니다.이 글에서는 마찰 손실의 원리부터, 이를 줄이기 위한 최신 표면 처리 기술까지 체계적으로 정리하고, 실제 사례와 팁도 함께 제공합니다. 저도 풍동 연구 중 경계층 제어를 적용하자 압력 손실이 크게 줄어들어 깜짝 놀란 경험이 있는데요, 여러분에게도 도움이 되길 바랍니다 😊1. 마찰 손실이란 무엇인가?마찰 손실은.. 2025. 6. 12. 열전달 계수 향상을 위한 난류 및 유동 최적화 기술 1. 열전달 계수란 무엇인가?정의열전달 계수(Heat Transfer Coefficient, h)는 고체와 유체 사이에서 열이 얼마나 빠르게 이동하는지를 나타내는 지표입니다. 단위는 W/m²·K로, 값이 클수록 열전달이 잘 일어납니다.기본 식Q = h × A × ΔTQ: 열유량, A: 면적, ΔT: 온도차2. 열전달 계수 향상의 필요성냉각 효율 증대 → 부품 과열 방지열교환기 성능 향상시스템의 에너지 소비 절감3. 난류를 이용한 향상 기술1) 난류 유도 구조핀, 리브(rib), 요철 표면 등으로 유체 흐름을 교란시켜 열 층 감소2) 와류 발생기(VG)공기 흐름 내에 와류 형성 → 유체 혼합 증가 → h 증가3) 나선형 또는 와류 유도 채널나선형 유로로 유체 회전 흐름 유도4. 유동 최적화 전략1) 속도 .. 2025. 6. 11. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
