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재미있는 과학11

밀도(density)와 비중(specific gravity), 비중량의 차이 #밀도(density, ρ, [kg/㎥]): 밀도(ρ)=질량(m)/부피(V). 즉, 단위부피당 질량으로 물질마다 고유한 값을 가진다. 같은 크기의 철구슬과 플라스틱 구슬을 들었을 때 철구슬이 무거운 이유가 밀도 차이. 단위환산 : kg/㎥=1000g/㎥=g/L=0.001kg/d㎥=0.001kg/L=0.001g/mL=0.001g/㎤ #비중(specific gravity. s) :표준물질과 특정물질의 밀도 비율. 즉, 단위가 없는 무차원수. 보통 특정물질이 액체/고체인 경우 표준물질은 1기압, 4℃상태의 물의 밀도를, 특정물질이 기체인 경우 표준물질은 1기압에서 20℃ 상태의 공기의 밀도를 이용한다. (밀도 역시 압력이나 온도에 따라 달라지기에)1기압에서 4℃의 물의 밀도는 약 1.0g/㎤. 예를 들어 철의.. 2023. 4. 7.
원심펌프에서 임펠러(impeller)의 역할 & 원리 펌프에서 매우 중요한 역할을 하는 임펠러에 대해 생각의 정리를 위해 간단한 요약글을 적어본다.. #임펠러(Impeller) 임펠러는 원심펌프의 회전요소로 펌프의 스펙을 결정짓는 가장 중요한 부품 중 하나로 모터나 엔진이 공급한 에너지를 유체로 전달하는 역할을 한다. 유체가 대기압을 받고 원심펌프 흡입구쪽으로 들어오고 임펠러 eye로 흘러들어간다. (사진-learn engineering 영상캡쳐) 펌프흡입구와 임펠러eye부근의 압력은 낮아서(대기압보다) 유체는 펌프 안으로 빨려들어가게된다. (유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.) 회전하는 임펠러는 원심력을 만들고 이 원심력에 의해 유체는 계속 임펠러 eye로부터 바깥으로 밀려나가 임펠러 날개 끝까지 밀려나간다. 이 때 유체는 아예 밖으로 나가지.. 2018. 2. 21.
질량보존법칙과 연속방정식(continuity equation)의 이해. 연속방정식 설명에 앞서, 토대가 되는 질량보존법칙을 먼저 간단히 설명한다. #질량보존법칙 (law of conservation of mass) 질량보존법칙은 프랑스의 화학자 라부에지에가 발견한 화학반응 전후의 반응물질과 생성물질의 총 질량은 같다는 법칙이다. 예를 들면, 아래 사진에서 볼 수 있듯이 염화칼슘과 황산나트륨 용액이 반응하면 황산칼슘과 염화나트륨이 생성되는데 반응 전과 후의 총 질량은 같다. (사진출처- https://sites.google.com/site/isaacchemicalreacionnew1/contact-us ) 이렇게 질량은 새로 만들어지거나 파괴되지 않는다는 것이 질량보존법칙의 포인트이다. (나무를 태워 재가 되면 무거웠던 나무가 훅 불면 날라가는 가벼운 재가되는 것 같지만 눈에.. 2017. 11. 11.
펌프 캐비테이션, NPSHa, NPSHr에 대해서. NPSH(Net positive Suction Head, 유효흡입양정). 말 그대로 펌프의 Suction(흡입)측의 유효한 Head(수두/양정)의 값을 뜻한다. 펌프는 보통 '액체'를 다른 장소로 이동시키기 위한 기계이며, 펌프 흡입측을 통해 액체를 빨아들여 토출시키는데 이 때 액체가 아니라 기포가 흡입되면 '*캐비테이션(Cavitation)'이 발생하면서 기계가 손상된다. 여기서 NPSH는 캐비테이션이 생기지 않기 위해 필요한, 펌프 흡입측 최소 압력/양정이다. #캐비테이션(Cavitation) - 펌프 흡입측으로부터 기포가 유입되거나 펌프 내부 자체에서 기포가 발생해서 , 이 기포가 임펠러를 통과했을 경우 임펠러가 회전하며 발생시키는 압력에너지에 의해 기포가 터진다. 기포가 한두개가 아니라 여러개가 .. 2017. 9. 22.
펌프의 양정: 흡입/토출양정, 실양정, 전양정 쉽게 정리 기계는 내용이 다 어렵게 나와있어서 이해하기가 어려우니.. 이해하기 쉽게 정리해보았다.. 펌프는 전동기, 엔진 등으로부터 동력을 전달 받아 유체를 낮은 곳에서 높은 곳 등 원하는 다른 장소로 수송할 수 있는 기계이다. 우리 주변의 물만 생각해봐도 중력에 의해 높은곳에서 낮은곳으로 흐르는데, 펌프는 이 자연의 섭리를 거슬러 물을 위로 퍼올릴 수 있다. 광산에서의 지하수 배수, 농업용수를 위한 관개, 고층건물으로의 양수, 발전소용, 공장용 등 ‘유체’가 필요한 곳이면 어디든 존재한다. (여기서 유체라 함은, 보통 액체류.) 대부분의 경우 ‘물’의 이동을 위해 쓰이나 석유, 염산, 슬러지 등 화학성이 짙은 특수한 유체의 이동을 위해도 쓰인다. (따라서 수송유체에 부식/손상 되지 않게 펌프를 잘 설계/선정하는 .. 2017. 9. 18.
파스칼의 원리(Pascal's principle) 설명 + 실생활 속 예. 오랜만에 과학관련 포스팅을 한다.. 오늘 주제는 유체역학의 핵심원리인 파스칼의 원리. . . 파스칼의 원리는, 밀폐된 공간에 담겨있는 유체에 일정한 힘을 가하면 이 힘은 담겨있는 유체 내의 모든 점에 골고루 전달되어 작용한다는 원리이다. (사진출처: pinterest) 1653년 , 파스칼이라는 프랑스의 저명한 물리학자/수학자가 발표해서 그의 이름을 따서 파스칼의 원리라고 부른다. 파스칼 원리 요약 위의 그림에 나와있는 U자 모양의 피스톤관에 유체가 같은 높이로 담겨있다고 생각해보자. 먼저, 유체가 같은 종류이고 가는부분과 넓은부분 높이가 같고 같은 대기압을 받으므로 압력도 같다. -> P1=P2 이 때 왼쪽 가는 부분에 F1만큼 힘을 주면 이 부분의 유체가 받는 압력(P1)은 P1= F1/A1 이 된다.. 2017. 5. 16.
열역학 제 2법칙, 엔트로피. 자연의 섭리. 봄이 오면 어김없이 , 죽어있는 줄로만 알았던 겨울철 나뭇가지에서 꽃들이 피어난다. 매년 되풀이된다. 그럴때마다 참, 생명이란게 신기하다. 완연한 봄이다. 출퇴근길, 오며가며 볼 수 있는 , 봄을 알리는 봄꽃들의 존재를 보며 생명의 신비에 대해 생각하게 되다가 . 자연계 최고의 법칙인, 우리 세상이 흘러가게끔 하는 방향성을 나타내는 열역학 제 2법칙. 엔트로피의 법칙에 대해 고찰해보았다.. 열역학 제 1법칙이 에너지의 양(量)에 대한 에너지보존의 법칙이라면, 제 2법칙은 에너지의 흐름, 방향에 대해 이야기한다. (사진출처: https://www.grc.nasa.gov) 고립계에서, 총 엔트로피는 언제나 증가하거나 일정한다. 엔트로피는 절대 감소하지 않는다. - 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동한다... 2017. 3. 16.
열역학 제 1법칙 - 단열압축/단열팽창 원리와 예 단열압축과 단열팽창. 단열은 열의 출입이 없다는 것을 뜻한다. 즉, 계와 외부 사이에 열의 출입이 없는데 부피가 작아지거나(압축), 커진다는것.(팽창) 이 역시 이전에 포스팅한 열역학 제1법칙과 관련한다. 다시 한번 간단히 설명하면 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙. (에너지는 만들어지거나 파괴되지 않는다. 단지 형태가 변할 뿐-) 이를 쉽게 증명하기 위해 물질의 출입은 없는 닫힌계를 가정해 식으로 나타내면 다음과 같다.△U = △ Q - △W 말로 풀면, 계가 외부로부터 열(Q)를 받고 일(W)을 외부에 했을 때 계의 내부에너지 변화는 받은 열에서 외부에 한 일을 뺀 값이다. 라고 할 수 있다. 여기서 단열압축/팽창은, 열의 출입이 없기에 Q=0이 되어 △U = - △W. 즉, 계의 내부에너지 변화량.. 2017. 2. 8.

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