유압관로에서의 주파수 계열 음속측정

소개

복잡하게 산업화가 이루어지고 기계공업의 자동화에 따라 효율적인 운전을 위해 유공압에 대한 관심이 높아지고 있다. 유체기계와 유압기계를 포함하는 관로계는 물질전달을 하면서 열을 발생하며, 동력을 전달하는 많은 기계류의 복잡한 관로계에서는 왕복동 피스톤 운동 때문에 맥동이 발생한다.
유압 장치의 소음의 대부분은 유압관로 내에 발생하는 압력맥동에 기인한 유체전파소음이다. 이러한 유체전파소음의 효과적인 저감을 위해서는 압력맥동의 기진원인 유압펌프의 토출 유량맥동과 유체진동소음의 전달계인 유압관로 구성장치의 유체음향특성을 파악하고 모델화하는 것이 선행되어야 한다. 만약, 유압관로 구성장치의 정확한 수학적 모델이 확립 된다면, 설계 변수의 변경에 따른 압력맥동의 저감화 효과를 정확하게 시뮬레이션 할 수 있고, 유압기기의 저소음화 설계에 많은 도움이 될 것이다.

목차

1. 서론
2. 이론적 배경
3. 실험방법
가. 실험장치 구성
나. 실험과정
4. 실험결과
가. 주파수에 따른 소리의 세기 (steel pipe)
나. 주파수에 따른 음속
5. 토의
가. 실험 목적
나. 실험 장치
6. 결론 및 고찰
< 참고 문헌>

본문내용

서론
복잡하게 산업화가 이루어지고 기계공업의 자동화에 따라 효율적인 운전을 위해 유공압에 대한 관심이 높아지고 있다. 유체기계와 유압기계를 포함하는 관로계는 물질전달을 하면서 열을 발생하며, 동력을 전달하는 많은 기계류의 복잡한 관로계에서는 왕복동 피스톤 운동 때문에 맥동이 발생한다.[1]
유압 장치의 소음의 대부분은 유압관로 내에 발생하는 압력맥동에 기인한 유체전파소음이다. 이러한 유체전파소음의 효과적인 저감을 위해서는 압력맥동의 기진원인 유압펌프의 토출 유량맥동과 유체진동소음의 전달계인 유압관로 구성장치의 유체음향특성을 파악하고 모델화하는 것이 선행되어야 한다. 만약, 유압관로 구성장치의 정확한 수학적 모델이 확립 된다면, 설계 변수의 변경에 따른 압력맥동의 저감화 효과를 정확하게 시뮬레이션 할 수 있고, 유압기기의 저소음화 설계에 많은 도움이 될 것이다.[2]

1. 이론적 배경
수평으로 놓인 원형관 내부 유동으로 중력을 무시하여 완전히 발달된 비정상 축대칭유동에 대한 지배 방정식은 원통좌표계에서 아래와 같이 정의 된다.
원통관에서 축방향의 좌표를 x라 하고 반지름 방향의 좌표를 r이라고 할 때 운동량 방정식은 다음과 같다.

u : 축방향 속도
: 동점성 계수
p : 압력
t : 시간
K : 체적 탄성 계수

※ 비정상 층류 유동 (관 마찰 손실 고려)

가정 : 축대칭 흐름, 유속보다 매우 작은 아음속 유동, 관로 단면상 일정한 압력

식 ⑴은 Bessel 미분 방정식의 일종으로 다음의 경계조건에서,
u=0 at r=R
u≠∞ at r=0

아래의 해를 얻는다.

식 ⑻, ⑼을 유체관로의 4극방정식(4pole equation), 우변계수행렬을 전달 매트릭스(transfer matrix)라 하며, 4개의 미지수 중 임의의 2개 변수 간의 전달 함수와 주파수 응답특성을 구할 수 있다.
단 와 는 다음과 같다

참고자료

· [1] 모양우, 유영태, 김지환, 유압관로에서 맥동유동 특성에 관한 연구, 2000.
· [2] 이재천, 유압 관로에서의 주파수 계열 음속(Wave speed) 측정 강의노트, 2007
· [3] http://cafe.naver.com/dongbuhyundai 인용
· [4] 네이버 백과사전 http://100.naver.com/100.nhn?docid=50237인용