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온돌의 열을 효율적으로 사용하기 위한 전통한옥의 비대칭성2025.01.181. 온돌의 개요 전통 난방 방식인 온돌은 방바닥 전체를 덥히는 난방 구조이며 세계적으로 매우 독특한 우리 민족 고유의 문화유산이다. 동시에 물, 불, 바람 즉 습기, 열기, 바람(압력) 이 세 가지 에너지를 잘 조율하여 불의 효율성을 극대화한 과학적인 난방방식이다. 2. 온돌의 구조 온돌의 구조를 모식적으로 나타내면 아궁이에 불을 지펴 가열된 공기는 구들 내부로 들어가서 고래 사이를 지나 굴뚝으로 빠져나간다. 이때 팽창된 따뜻한 공기는 구들장 밑면에 고여서 구들장을 데우고 구들장 면을 따라 굴뚝으로 이동하게 되는 것이다. 3. 서...2025.01.18
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[화학공학실험(2)] 화공열역학 Heat Engine Cycle (열기관) A+2025.04.251. 열기관의 작동 원리 열기관은 고온의 열원에서 열을 흡수하여 일을 하고 저온의 열원으로 열을 방출하는 장치입니다. 이 과정에서 열의 일부가 기계적인 일로 전환됩니다. 열기관의 순환 과정은 연료 연소로 발생한 열을 이용하여 작동 물질(수증기 또는 공기-연료 혼합물)을 가열하고, 이 작동 물질의 팽창 운동을 기계적인 움직임으로 바꾸는 것입니다. 2. 이상기체 법칙 이상기체는 구성 입자의 크기가 무시할 수 있을 정도로 작고, 입자 간 상호작용이 없다고 가정한 가상의 기체입니다. 이상기체는 보일 법칙, 샤를 법칙, 아보가드로 법칙을 만...2025.04.25
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열기관 사이클2025.01.291. 열기관 사이클 이번 실험은 열기관에 연결되어 있는 공기 챔버 내부 공기가 온도에 따라 부피가 변하는 열기관 사이클을 관찰하고, P-V 다이어그램을 그린다. 열기관의 실제 열효율과 이론적 열효율을 계산 및 비교하고 기체가 해준 일과 질량체가 받은 실제 일을 비교해 열기관의 에너지 손실에 대해 이해하는 실험이다. 2. 열기관의 이론적 최대 열효율 열기관의 이론적 최대 열효율은 저열원의 온도와 고열원의 온도 두 개의 조건에 의존한다. 실험 조건에서 열기관의 이론적 최대효율은 20.6%이다. 3. 열기관의 실제 열효율 실험 과정에서 ...2025.01.29
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열기관과 역학2025.01.281. 열량, 내부에너지 그리고 일 어느 계(system)에 열에너지를 공급한다고 가정하자. 이때 계에 공급한 에너지의 양을 열량(가한 열의 양)이라고 하며, Q로 나타낸다. 어느 계에 Q에 달하는 에너지를 가하면, 내부에너지(U)는 증가할 것이다. 물론 가한 열의 양(Q)이 모두 내부에너지(U)로 변환되는 것은 아니며 이 중 일부는 외부에 일(W)을 한다. 우리는 변화량을 추정하기 때문에 식을 아래와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 는 단위 열량을, 는 단위 내부에너지의 양을, 는 단위 일의 양을 의미한다. 우리는 내부에너지의 양을 ...2025.01.28
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열역학 ch.7 증기 사이클 ppt2025.05.121. 랭킨 사이클 랭킨 사이클은 증기를 이용하여 태운 연료의 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 동력을 발생시키는 장치입니다. 이 사이클은 2개의 정압변화와 2개의 단열변화로 구성되며, 정압가열, 정압방열, 단열팽창, 단열압축의 과정을 거칩니다. 열효율을 높이기 위해서는 보일러 압력을 높이고 복수기 압력을 낮추며, 터빈 입구에서 높은 온도와 압력을 유지해야 합니다. 2. 재열 사이클 재열 사이클은 랭킨 사이클의 효율을 높이기 위해 재가열 과정을 추가한 것입니다. 터빈을 통과하는 증기의 일부를 보일러로 다시 보내 재가열하여 터빈으로...2025.05.12
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이중관 열교환기 실험 결과2025.01.021. 이중관 열교환기 이번 실험은 직접 이중관 열교환기를 이용하여 고온의 유체와 저온의 유체를 흘려 두 유체의 열교환을 시키는 실험이다. 실험을 통해 향류와 병류 두 가지 방식으로 열교환기 흐름 방향을 조절하여 그에 따른 열교환기의 입출구 온도를 확인하고, 열전달량과 대수 평균 온도차, 총괄 열전달 계수를 계산하여 향류와 병류의 열교환 흐름 효율을 이해할 수 있었다. 실험 결과 분석을 통해 저온 유체의 유량이 늘어날수록 열전달량이 증가하며, 향류 흐름이 병류 흐름보다 열효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. 다만 실험 과정에서 ...2025.01.02
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이중관 열교환기의 향류와 병류 특성 분석2025.01.171. 이중관 열교환기의 구조와 원리 이중관 열교환기는 내관과 외관으로 구성되어 있으며, 내관과 외관 사이의 벽을 통해 열교환이 이루어진다. 냉매와 열매의 흐름 방향에 따라 향류와 병류로 구분할 수 있다. 향류는 내관과 외관의 유체가 반대 방향으로 흐르는 경우로, 모든 지점에서 온도차이가 유사하여 열교환 효율이 높다. 병류는 내관과 외관의 유체가 같은 방향으로 흐르는 경우로, 입구 쪽에서 온도차이가 크고 출구 쪽으로 갈수록 감소하여 열교환 효율이 상대적으로 낮다. 2. 향류와 병류의 열전달 특성 비교 실험 결과, 향류의 경우 냉각수의...2025.01.17
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열역학 ch.1 서론 ppt2025.05.121. 열역학 열역학은 열에너지를 기계적인 에너지로 전환시키는 과정과 사이클을 이용하여 경제성 및 효율성을 추구하는 학문입니다. 열역학의 기본 개념으로는 계와 동작물질, 상태와 성질, 단위, 물질의 성질, 동력, 열량과 비열, 열역학 제0법칙, 열역학 제1법칙, 열효율 등이 있습니다. 2. 계와 동작물질 계는 과정의 집합체로, 관심을 가지는 현상이 일어나는 영역을 의미합니다. 동작물질은 계의 목적달성 및 작동을 위해 필요한 물질로, 상의 변화를 반드시 일으켜야 합니다. 계의 종류에는 밀폐계, 개방계, 고립계가 있습니다. 3. 상태와 ...2025.05.12
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열역학-HEC(Heat Engine Cycles and Ideal Gas Law) 예비레포트2025.04.291. 열역학 제1법칙 열역학 제1법칙이란 어떤 고립된 계의 총 내부에너지는 일정하다는 법칙이다. 즉 이를 식으로 표현하면 DELTA U=Q+W로 나타날 수 있다. 이때 우리는 편의상 계(system)를 기준으로 계에 들어오는 값을 양수, 계에서 나가는 값을 음수로 나타내는 편이다. 2. 일의 계산 일반적으로 Work(일)는 질량이 있는 물체에 F라는 힘과 dl이라는 거리를 곱한 값으로 나타낼 수 있다. (dW=Fdl) 이러한 개념을 피스톤의 움직임으로 인한 실린더 내부의 유체의 압축 혹은 팽창에 대해 적용하면 dW=Fdl는 dW=-...2025.04.29
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피자 오븐의 효율적인 배치를 통한 열유동해석2025.04.291. 피자 오븐 열유동 해석 이 프로젝트에서는 피자 오븐의 구조를 변경하여 CFD 분석을 수행하였다. 입구 크기, 굴뚝 위치, 오븐 높이, 피자 높이, 굴뚝 직경 등 5가지 변수를 변경하여 오븐의 효율과 온도 균일성을 분석하였다. 그 결과 입구 크기가 작을수록, 굴뚝이 열원 바로 위에 있을수록, 오븐 높이가 기본 모델과 유사할수록, 피자 높이가 150mm일 때 가장 효율적이고 온도 분포가 균일한 것으로 나타났다. 이를 통해 피자 오븐의 최적 구조를 도출하였다. 1. 피자 오븐 열유동 해석 피자 오븐 열유동 해석은 피자 조리 과정에서...2025.04.29
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