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리포트 구황식물'고구마'

구황작물 ‘고구마’과목세계문화사교수님양재열 교수님이름학번학과기계설계차 례?프롤로그3?고구마의 사전적 의미3?기원3?전파과정4?고구마의 유래4?전파로인한 효과 및 변화4?고구마의 특징4?세계의 고구마 재배 생산현황5?우리나라의 고구마 재배 생산 현황5?참고문헌 및 자료5?에필로그5?비평6프롤로그....근래 들어서 날씬하고 마른 것이 유행처럼 우리나라를 강타하면서 섭취하는 음식에 대해 큰 관심을 기울이고 있는 것은 오래된 이야기이다. 누구나 한번쯤은 식사 후에 입이 심심하여 사탕이나 당분이 포함된 과자류를 많이 먹었을 것이다. 먹고는 본인이 먹은 당분에 대해 걱정한 적은 없었는가? 그래서 다이어트에도 좋은 식품들이 많이 등장하고 있고 점점 가공식품보다는 자연에서 재배된 작물을 이용한 음식이 발전하고 있다. 예를 들면 우리는 일반 음식점에서도 고구마돈까스, 고구마피자 등 고구마의 다이어트 효능을 결합하여 사람들의 눈길을 끌고 있다. 그 외의 감자, 브로콜리, 파프리카 등을 이용하여 ‘웰빙’시대에 맞게 음식을 만들고 있는 추세이다. 우리는 이렇게 발전하고 있는 음식문화에 큰 기점으로 자리 잡고 있는 많은 작물 중에서 고구마에 대해 유래, 기원, 전파과정, 효능을 얼마나 알고 있을까? 만약 안다면 그 지식이 고구마를 더 달게 만들 것이라고 확신한다. 이제 고구마의 화려하고 단호한 일대기에 대해 당신을 초대한다.고구마의 사전적 의미메꽃과에 딸린 여러해살이 재배 식물. 감저(甘藷)·조저(趙藷)라고도 한다.줄기는 땅위를 기며, 잎은 어긋나게 나고 잎 모양은 심장 꼴이다. 줄기 밑쪽의 잎자루 아래서 뿌리를 내려 그 일부는 땅속에서 덩이뿌리, 즉 고구마가 된다. 잎겨드랑이에서 꽃줄기가 나와 나팔꽃 모양의 연분홍색의 꽃이 핀다. 그러나 우리나라에서는 밖에서는 꽃을 피우지 못하고 온실에서만 피울 수 있다.고구마는 고온작물이므로 기온이 높아야 수확이 많고 당분 함유량도 늘어난다. 메마른 땅에서도 적응하나 너무 습한 땅은 좋지 않다. 한국에서는 남부지방에서 주로 재배되며, 밭에서 자란면 맥시코에서 고구마가 인기가 없었고 다른 곳에서 들어왔을지도 모른다는 의문을 제시 할 수 있다. 또 에스파냐 인들이 도착했을 때, 고구마는 대륙에서 뿐만 아니라 카리브 해 지역에서도 재배되고 있었다. 또 최근학설에는 고구마의 정식학명(Dioscorea esculenta(L)"를 풀어보면 ‘신이내린 고려’ 라고 풀어 읽을 수 있다. 즉 1750년경에 학명된 것이라 조선시대 때도 상당기간 고려라고 지칭하였을 가능성이 높기 때문에 서양인이 볼 땐 고려(조선)의 단 감라고 알려졌다고 한다. 어디까지나 학설이고 고구마의 원산지와 전파의 역사는 아직 규명되어야 할 부분이 많다. 하지만 일반적으로 약 2000년전부터 중·남 아메리카에서 재배된 것으로 추측하고 있다.전파과정콜럼버스는 고구마를 에스파냐로 가지고 갔고, 차후에 향해 후 귀환 길에 고구마가 일반적인 향해 식량이 되었다. 간편하고 영양가가 풍부했기 때문이다. 그리고 멕시코에서부터 괌에 이르기까지 전파시켰다. 극동으로의 항해길 에 보급품으로 이용할 수 있기 위해서 였다. 하지만 고구마가 따뜻한 기후에 재배가 적합하여 유럽에는 재배되지 않았다. 그래서 필리핀, 중국, 일본, 한국 순으로 고구마가 전파되었고 현재는 온후한 기후를 가진 아시아 지역에서 고구마를 집중적으로 재배되고 있다.고구마의 유래‘ 고구마는 영조 39년(1763) 10월에 통신사 조엄(趙?)이 일본으로 가는 길에 대마도에서 보내온 것이 처음이다. 그래서 고구마를 ‘감저(甘藷)’라고 하지만, 일본에서 건너왔다고 하여 ‘남감(南甘)’ 또는 ‘남저(南藷)’라고도 했다; 네이버 백과사전‘ 라고 명시되어있다. 조엄은 ’이것이 모두 잘 자라서 우리나라에 퍼진다면 문익점의 목면처럼 백성들을 매우 이롭게 할 것이다’ 라고 생각하여 재배법을 강필리가 전수받아 부산뿐만 아니라 제주도를 비롯한 남해안 도서지방에 재배가 시작되었다. 강필리는 조엄으로부터 전달받은 재배법과 2년간의 실험 재배 결과를 라는 책을 서술하였다. 그 내용을 토대로 재배는 더욱더 확산되어우리나라 남부곳에서도 잘자라 국민의 주식이 될 정도록 많은 재배가 이루워졌다. 하나의 작물이 다른나라로부터 넘어와서 자리를 잡는데는 엄청난 노력과 주도하는 자가 있었다는 것을 알 수 있다. 강필리의 노력이 없었더라면 우리가 편하게 구입하여 고구마를 먹는다는 것도 다시 한번 생각해 볼 일이다.전파로인한 효과 및 변화18세기 조선시대때 고구마재배가 많이 알려져 수확량이 늘어나면서 흉년이 지거나 쌀보리가 부족할 때 재배하기가 쉬워 현재 간식대용거리와는 달리 국민의 식사대용거리로 널리 알려지게 되었다. 순전한 노동만으로 땅을 경작한 과거에는 홍수와 한파로 인한 피해는 불가피하였고 조선중기에 임진왜란 같은 큰 전쟁이 잦아져 국민에게는 더 없는 음식이었다. 고구마는 13가지의 이로움이 있다고 전해졌다. 좁은 땅에서 소출이 많고, 맛이 달고, 참마의 효험이 있고, 적은 종자로 수확이 많고, 생육이 강하며, 식량으로 이용하면서 재해가 적고, 그릇에 담으면 수북하고, 술로 빚을 수 있고, 가루를 내어 떡을 만들고, 날로도 먹고 익혀도 먹으며, 가뭄피해가 적고, 풀을 맬 필요가 없고, 해충의 피해가 적다는 것이다. 이러한 옛고서의 애기를 볼 때도 얼마나 고구마가 조선시대 때 국민에게 영향이 있었던 지 짐작할 수 있다.고구마의 특징고구마는 알칼리성 식품이여 각종 비타민과 무기질 및 양질의 식이섬유가 함유되어 있어 농약을 사용하지 않아도 재배 가능한 저공해 식품이라고 알려져 있다. 한국 전역에서 널리 재배한다. 길이 약 3m이다. 줄기는 길게 땅바닥을 따라 벋으면서 뿌리를 내린다. 잎은 어긋나고 잎몸은 심장 모양으로 얕게 갈라지며 잎과 줄기를 자르면 즙이 나온다. 줄기 밑쪽의 잎자루 기부에서 뿌리를 내는데, 그 일부는 땅속에서 커져 덩이뿌리인 고구마가 된다. 모양은 양쪽이 뾰족한 원기둥꼴에서 공 모양까지 여러 가지이고 빛깔도 흰색·노란색·연한 붉은색·붉은색·연한 자주색으로 다양하다. 꽃은 7∼8월에 잎겨드랑이)에서 나온 꽃자루에 연한 홍색의 나팔꽃 모양으로 몇 개씩 달린다. 꽃받침은 5개로 갈진액이 나오는데, 이것은 ‘야라핀’이라는 성분으로 변비에 매우 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 주성분은 녹말 위주의 당질로, 녹말은 익으면 맛이 좋고 소화흡수가 잘되어 비장과 위를 튼튼히 하고 혈액 순환을 원활하게 하는 효능이 뛰어나다고 하여, 설사나 만성 소화불량증 치료에 두루 쓰인다. 또 민간에서는 예부터 소화가 안 되면 고구마와 멥쌀로 죽을 쑤어 먹었다고 한다. 다만, 고구마의 ‘아마이드’라는 성분이 장 속에서 이상 발효를 일으켜 고구마를 많이 먹으면 방귀가 잦고 속이 부글거리기 쉬운데, 펙틴이 풍부한 사과나 동치미 등을 함께 먹으면 가스가 차는 것을 막을 수 있다. 평소 우리가 김치를 곁들여서 많이 먹는 것에서 이러한 원인이 있다고도 이야기 할 수 있다.칼슘 성분도 특히 많아서 몸속에 남아 있는 나트륨을 소변과 함께 배출시키는 작용을 해 가벼운 고혈압 등의 성인병을 예방하고, 뇌졸중을 막는 효과가 있다. 또한 고구마의 식물성 섬유는 몸에 나쁜 콜레스테롤인 저밀도 지질을 배출하는 능력이 매우 뛰어나 혈중 콜레스테롤의 농도를 정상화 시킨다. 식후 혈당치가 급격히 올라가는 것을 완화시켜 인슐린의 분비를 줄이는 효과도 볼 수 있다. 식후에 간식대용으로 고구마를 먹는 것은 혈당조절에 좋은 선택인 것이다.위암과 폐암을 예방하는 것으로 알려져 있는 베타카로틴은 당근이나 단호박 등 노란색을 띠는 채소에 많이 들어있는데 고구마 역시 노란색이 짙은 것일수록 항암 효과가 높다고 한다.고구마는 비타민 B와 미네랄, 카로틴 등이 많이 들어 있어 영양가가 높다. 특히 허약체질인 사람이 생고구마를 갈아 먹으면 건강 증진에 효과가 있다. 하지만 소화기능이 너무 약한 사람은 생고구마를 먹지 않는 것이 좋다. 비타민 E는 평소에 즐겨먹으면 오랫동안 젊음을 유지할 수 있다. 다양한 호르몬의 생성을 촉진하고 핏속의 콜레스테롤 수치를 떨어뜨려 노화를 방지한다.가장 각광받고 있는 것은 피부미용효과이다. 고구마 하나당 하루에 필요한 비타민 C가 충족될 정도로 고구마에는 비타민 C가 많이 들어려면 껍질을 벗기지 말고 먹어야한다. 대부분의 사람들은 껍질을 까서 먹기 때문에 비타민 A를 섭취하기 위해서는 같이 먹는 것을 권장한다.세계의 고구마 재배 생산 현황고구마는 원산지가 열대지방이므로 온도가 높고 햇볕이 많은 기후에서 잘 자라는 작물로 15～35℃ 범위에서는 온도가 높을수록 생육이 왕성하다. 따라서 열대지방으로부터 온대지방의 중남부에 걸쳐 주로 재배되는데, 북쪽한계는 미국에서는 북위40도, 중국, 만주에서는 북위43도 정도이며 고지대(高地帶)에서의 재배한계는 경제적으로 해발700m전후라고 한다.고구마 재배지역은 주로 아시아로 전 세계 재배면적의 80％를 차지하며 생산량은 전 세계의 90％를 생산하고 있다. 이밖에 아프리카에서 15％, 북중미, 남미 및 태양주 지역에서 4％정도 재배되고 있으며, 유럽의 재배면적은 극히 적다. 주요 고구마 생산국은 중국으로서 전 세계 재배면적의 64％를 차지하고 있다. 일본은 재배면적이 년차별로 감소추세이나 단위당 수량은 높은 편이고, 우리나라의 재배면적은 전 세계의 0.2%정도로서 극히 적다.세계에서 1인당 고구마 소비량이 많은 나라들을 보면 남태평양에 있는 섬나라들인 솔로몬군도, 통가, 파푸아뉴기니 등이며 이들 국가들은 바다의 자원이 풍부해서 수산물과 함께 고구마를 주식으로 이용한다. 아프리카에서는 르완다, 우간다, 부룬디 등도 1인당 소비량이 많은 나라이고, 중국도 1인당 소비량이 100kg 정도이다세계 주요 생산국의재 배 생산현황(참고 :FAQ통계)??구분중국우간다나이지리아베트남인도네시아일본한국재배면적(천ha)5,626(64)572(6.4)381(4.3)245(2.8)167(1.9)42(0.5)13(0.2)ha당 수량(kg)20,323(134)4,397(29)6,491(43)6,755(45)10,095(67)25,309(167)21,470(142)총생산량(천톤)114,339(84.3)2,515(1.9)2,473(1.8)1,655(1.1)1,686(1.2)1,063(0.8)273(0.2)* ( ) : 세계 총 재 있다.

인문/어학| 2012.03.05| 7페이지| 2,000원| 조회(109)

기계설계, 세계문화사, 고구마, 양재열, 구황식물

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자동차 라디에이터 설계 Term Project 평가D별로예요

2012.12.12열유체시스템설계 Term Project자동차 라디에이터 설계(Car Radiator Design)목 차1. 설계목적2. 열교환기(heat exchanger)2-1 열교환기란?2-2 열교환기형식2-3 열교환기 해석법2-3-1 LMTD법2-3-23. 라디에이터(Radiator)3-1 국내외 기술동향 및 개발추세3-2 라디에이터란?4. 라디에이터 설계4-1 수치 가정4-2 설계 및 계산4-3 용량 및 크기결정4-4 재료 선정4-5 제원4-6 모델링5. 결론6. 후기·1. 설계목적열교환기를 이해하고 공부한 열교환기의 메커니즘을 이용하여 우리가 가정한 수치에 열교환기의 종류, 재료 등을 고려하여 최적화 설계를 하도록 한다.2. 열교환기2-1 열교환기란?고온유체와 저온유체와의 2개의 유체 사이에서 열의 이동을 실시하는 장치를 말하며, 화학공업이나 일반 빌딩의 난방, 급탕용 등 폭넓게 사용되고 있는 압력용기를 말한다. 2개로 칸막이된 용기 내에서 한쪽으로부터 150℃의 수증기를 보내고, 다른 쪽에서 20℃의 공기를 송입하면 공기는 수증기로부터 열을 빼앗고, 20℃ 이상의 고온 공기압이 되어서 배출되고, 반대로 수증기는 원래의 수증기보다 냉각되어 나온다. 이것은 고온유체로부터 저온유체에 열이 이동하기 때문이다. 열교환기는 그 사용목적, 구조에 의해 분류된다.2-2 열교환기의 형식1) 구조에 의한 분류(a) 다관식 열교환기가장 널리 사용 되고있는 열교환기로 폭 넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있으므로 적용범위가 매우 넓고, 신뢰성과 효율이높다.(b) 이중식 열교환기외관속에 전열관을 동심원상태로 삽입하여 전열관내 및 외관동체의 환상부에 각각 유체를 흘려서 열교환 시키는 구조이다. 구조는 비교적 간단하며 가격도 싸고 전열면적을 증가시키기 위해 직렬 또는 병렬로 같은 치수의 것을 쉽게 연결 시킬 수가 있다. 그러나 전열면적이 증대됨에 따라 다관식에 비해 전열면적당의 소요용적이 커진다.(c) 평판형 열교환기유로및 강도를 고려하여 요철형으로 프레스성형된 전열판을 포개열을 이용하여 튜브 내의 유체를 가열하는 방식이다. 가장 큰 열량을 얻을 수 있으며 열전달 메카니즘은 복사 및 대류를 포함하므로 설계하기가 매우 어렵다. 공해의 문제가 있으나 매우 큰 열량을 얻기 위한 공정에서 많이 쓰인다.(c) 응축기(condenser)증기를 냉각해 열을 빼앗아서 응축 변화시키는 장치를 말한다. 냉동기는 압축기로 고압 고온으로 압축된 냉매 증기를 냉각하고 응축열을 제거해 액화시킨다. 냉각 방법에는 수냉, 공냉, 증발식 등이 있고, 사용 목적에 따라 각종 구조의 응축기가 있다. 증기가 수증기인 경우는 복수기라고 한다. 그림은 응축기(증발식)의 예이다(d) 증발기냉동기를 구성하는 기기의 하나로 팽창 밸브에 의해 팽창된 액냉매를 증발시켜 주위에서 증발열을 빼앗아 공기, 물, 브라인 등의 다른 유체를 냉각하는 일종의 열교환기를 말한다. 그림은 그 구조의 예이다.2) 열교환기의 중요한 용도 및 재질열교환기는 플랜트에는 큰 역할을 완수하고 있으며, 일단 사고가 일어나면 혼란에 빠지거나 운전정지가 되기 때문에 각 방면에 주는 영향이 크다. 이러한 사고를 방지하기 위해 적절한 보수를 실시할 필요가 있다. 두 개의 유체 간에 열을 주고받도록 하게 하는 장치를 말한다. 넓은 의미로는 가열기, 냉각기, 응축기 등도 포함되나 보통은 열의 회수를 목적으로 하는 것을 열교환기라고 한다. 도금욕에서 사용하는 방법은 열교환기를 수조 내에 직접 투입하는 투입법과 열교환기를 수조 외에 놓고 펌프 등으로 액을 넣어 순환시키는 수조외 순환식이 있다. 열교환기의 재질은 스테인리스, 티탄, 탄탄, 하스테로이, 지르코늄, 니오브 등의 내식재료를 사용한다. 도금욕용의 열교환기가 시판되고 있다.3) 열교환기 열전달에 영향을 주는 요소열교환기의 성능은 보통 열전달 표면에서의 침전물의 누적으로 시간이 지남에 따라 저하된다. 침전물의 층은 열전달의 저항을 의미하며 열교환기에서 열전달률을 감소시킨다. 이것을 오염계수라 하며 Rf로 나타내며 이는 오염에 의해서 야기된 열 저항의 측도이다.오염의고체 침전물이 표면에 형성되면서 증가한다. 오염계수는 운전기간 뿐만 아니라 운전온도와 유체의 속도에 따라 다르다. 오염계수는 온도가 상승할수록 유체의 속도가 낮아질수록 증가한다.그리고 열교환기 해석에 있어서 열전달에 영향을 주는 모든 요소들을 감안한 열관류율 U를 생각하여야 한다.관 벽의 열 저항R wall=(ln(DO/D i))/(2L)여기서는 관 재료의 열전도도이고 L은 관의 길이이다. 그르면 총열저항은R=R total=R i+R wall+R o=++이다.여기서 Ai는 두 유체를 분리하는 벽의 내면적이고 Ao 는 그 벽의 외면적이다. 달리 말하면 Ai 와Ao 는 각각 내부 유체와 외부 유체에 의해 젖은 분리 벽의 면적이다.고온 유체로부터 저온 유체로 열이 흐르는 경로에 있는 모든 열 저항 들을 하나의 저항 R로 표현하면 두 유체 사이의 열전달은Q===UiAi=UoAo여기서 U는 열관류율이며를 소거하면===R=+R wall+여기서 열관류 율을 Ui와 Uo 두개로 정의 한 이유는 모든 열교환기는 일반적으로 서로 같지 않은 두개의 열 교환 면적 Ai와 Ao를 갖기 때문이다.그리고 보통의 경우처럼 관 벽의 두께가 얇고 관 재료의 열전도도가 매우 높을 때에는 관의 열 저항은 무시할 만하고 관의 내면적과 외면적이 거의 같다면+로 나타낼 수 있으며 UUiUo 이다.그리고 열관류 율 관계식은 깨끗한 표면에 대해 성립하며 관의 내면과 외면의 오염에 대한 영향을 고려하면 아래와 같이 나타 낼 수 있다.===R=++++대표적인 오염계수FluidRf (m2/W)Distilled Watersea Water, river Water,boiler feed water:Below 50Above 50Fuel oilSteam (oil-free)Refrigerants (liquid)Refrigerants (vapor)Alcohol vaporsAir0.00010.00020.00090.00010.00020.00040.00010.0004하지만 오염계수는 불확실성이 커서 이 값들은 단지 오염이 열전달 두 번째 가정은 입구의 영향, 액체의 점성, 열전도계수이 변화 또는 그 밖의 이유 때문에 극히 중요하다. 열 교환기의 총합 열전달 계수는 유체의 성질이 온도에 크게 의존 한다면 현저히 달라질 수 있기 때문에 이러한 해석은 수치해법 또는 유한 차분법에 의해서 수행된다.2중관 장치에서의 열 전달을 구해보면 다음과 같다.q = UA△TmU : 총괄 열 전달계수 A : 열 전달 면적 (m2)△Tm : 열교환기에서의 적절한 평균온도 차이 (K)병류열교환기에서 면적 요소 dA를 통하여 전달되는 열은(2.2)열 전달은 총괄 열 전달계수(열관류율)을 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.(2.3)(2.2)식에서(2.4)식 (2.3)을 식(2,4)에 대입하면(2.5)(2.5)식을 입구에서 출구까지 적분하면(2.6)(2.2)에서(2.7)관계식을 식 (2.6)에 대입하면(2.8)(2.9)온도차를 대수평균 온도차라고 한다.향류 또는 병류가 될 때의 평균온도차 계산은 양유체가 상변화없이 온도-열량관계가 대략 직선적으로 나타낼 경우만 양단 온도차의 대수평균을 사용한다. 그러나 실제로는 유체가 상변화를 하거나 온도-열량관계가 직선적으로 되지 않게 되므로 온도차의 계산은 온도-열량관계를 직선으로 근접시켜도 문제없을 정도까지 구하고 온도차를 계산해 두고 평균으로 전체의 평균온도차를 계산하여야 한다.2-3-2 유용도-NTU법열교환기의 형식과 크기가 규정되었을 때, 주어진 질량유동률과 입구 온도에 대해서 열전달률과 출구 온도를 결정 (known 면적 unknown 출구온도)열전달 유용도()최대 가능 열전달률을 구하려면 최대 온도차(고온유체 저온유체 입구 온도차)알아야한다.()* 유용도는 흐름의 배열뿐만 아니라 열교환기의 기하학적 형상에 의존이중관 평행류 열교환기NTU(전달단위수)==c(용량률)=Heat exchangertypeEffectiveness relation1. Double pipe;parallel-flowcounter-flow2. Shell and tube;One-shell pass외부공기와 냉각수의온도차를 높이기 위한 고효율 냉각시스템과 고용량 냉각팬이 필요하다.튜브와 핀으로 구성된 core부를 냉각공기의 유동 방향으로 복수 배치함과동시에 core사이에는 일정 간격을 유지하여 냉각공기가 core부를 통과 할수 있도록 구성하여 냉각공기가 핀을 따라 유동하면서 발생되는 온도 경계층이나 속도 경계층의 성장을 억제하여 열교환 효율을 상승□ CuproBaze구리와 황동을 섭씨 650℃에서 brazing 방법으로 결합시킨 구리 열교환기내구성 및 피로 강도가 우수하며, 내부식성으로 인해 보수 유지의 절감및 긴 수명, 300℃까지 선형적인 강도 변화보이면서 강도 유지, 100%재활용 가능□ 분말 Brazing 기술클래드재를 사용하지 않고 브레이징 접합이 가능한 분말 브레이징재를이용하는 기술, 재료의 박판화와 조달이 용이, fin에 접착된 브레이징재대신에 분말 브레이징재 사용3-2 라디에이터(Radiator)란?내연기관에서 발생한 열의 일부를 냉각수를 통해서 대기 속으로 방출하는 장치.3-3 라디에이터의 원리 내연기관은 항상 고온·고압의 가스를 점화·연소시키므로, 방치해 두면 과열되어 금속이 녹고, 실린더와 피스톤따위가 타 버릴 수 있다. 따라서 실린더주위에 물재킷을 설치하고, 그 속에 냉각수를 순환시켜 냉각하는데, 이 냉각수도 그대로 두면 끓어서 냉각시킬 수 없게 된다. 이 때문에 뜨거워진 냉각수를라디에이터에서 순환시켜 냉각하는 것이다.자동차에는 라디에이터가 보통 앞부분에 있기 때문에, 차량이 달릴 때 라디에이터그릴로부터 흘러 들어오는 찬공기로 냉각된다. 라디에이터의 뒤쪽에는 보통 뜨거운 공기가 정체(停滯)하는 것을 방지하는 냉각팬(선풍기)이 있다. 라디에이터는 그 구조에 따라 수관형(水管形)과 세포형이 있으며, 냉각수의 온도를일정(75∼80℃)하게 유지위해 물재킷 출구에 수온조절기가 설치되어 있다.4. 라디에이터 설계4-1 수치 가정AirWater4-2 설계 및 계산□ 유용도 - NTU method□ 열전달계수※Reynold 수Re4000 난류□ .

공학/기술| 2013.01.03| 22페이지| 5,000원| 조회(1,245)

열역학, 자동차, 유체역학, 라디에이터, 방열기, 열유체시스템, 자동차공조, 라지에이..

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[A+받은] 차동기어설계 프로젝트 보고서

차동 치차 장치의 설계목 차1. 설계목적2. 설계변수3. 베벨기어 설계4. 축설계5. 베어링설계6. 기어박스 설계7. 설계를 위한 도면8. CATIA V5 R18을 이용한 형상9. 결론1. 설계목적감속기의 역할은 기어비를 이용하여 모터의 속력을 낮추고 Torque를 높이는데 있다. 또한 감속기는 자동차, 항공, 건설, 기계 산업 등 폭넓은 분야에 사용되고 있다. 이번에 우리가 설계하게 된 부분은 차동기어로 주로 자동차에 많이 사용된다.차동기어는 차량이 곡선구간을 주행할 때 차량이 회전을 하며 작동한다. 차동기어는 양쪽의 회전수가 달라질 때 이를 제어하여 좀 더 안정적으로 만들어 주는 장치이다.이번 설계를 통해 감속기의 역할, 구조에 대한 이해와 감속기를 구성하는 기어, 축, 베어링 등의 재질에 따른 차이, 역학적 계산 등에 대한 이해를 기대할 수 있다.2. 설계변수- 전달 마력 또는 토오크의 선정- 구동 피니언과 링기어 사이의 속도비 선정- 치차의 종류, 치수비 및 재질의 선정( 베벨 기어 등)- 축 스프라인 및 베어링의 종류 및 재질 선정- 케이스의 설계- 기타 각종 요소- KS규격 등3. 베벨기어 설계차량선정선정차량 : AVANTE MD GDI최고출력 : 140/6300 (ps/rpm)최대토크 : 17/4850(kg.m/rpm)공차중량 : 1160kg윤거 : 앞 : 1551mm 뒤 : 1564mm 축거 : 2700mm전폭 (바깥부분 바퀴 사이간 거리) : 1775mm 전장(자동차 앞에서 뒤 까지 거리) : 4530mm타이어 : 195/65R15 (휠 15인치, 타이어 포함 지름 647.5mm)차동장치엔진에서 발생한 동력은 FR 자동차인 경우 변속기에서 변속과 동시에 회전력의 변환이 이루어져 추진축으로 전달된다. 추진축은 자동차의 진행 방향에 대하여 보통 평행으로 설치되어 있으며, 회전력은 좌우 구동축으로 나뉘어 원활한 발진과 더 강력한 토크를 얻을 목적에 따라 종감속 장치를 두고 있다. 이 종감속 장치는 주행중 좌우 바퀴의 회전차가 있을 때, 자동적으로 원쪽바퀴에 걸리는 저항의 차이에 의해 이루어지게 된다.차동장치의 구조는 차동 케이스 내에 차동 피니언이 피니언 샤프트에 결합되어 이것에 사이드 기어가 물려있으며, 사이드 기어 중심부는 스플라인으로 되어 있고 구동축인 액슬 샤프트(FF차인 경우에는 CV Joint)와 결합되어 있다.차동 케이스(Differential Case)는 링 기어와 일체로 되어 있으며, 회전력은 축에서 구동 피니언→링기어→차동케이스→차동피니언→사이드기어→액슬샤프트 등의 순서로 전달하게 된다.▶ 직진시좌우바의 구르는 거리가 동일하므로 사이드 기어와 물려 있는 차동케이스는 피니언 샤프트 위에서 회전하지 않고 같은 속도로 회전한다.▶ 선회시선회하는 좌우 바퀴의 구르는 거리는 다르기 때문에 안쪽 바퀴의 회전은 줄고, 바깥쪽 바퀴의 바퀴의 회전속도는 증가되어 진다.종감속기어(Final Reduction Gear/Final Drive Gear)는 추진축에서 받은 동력을 직각의 각도로 바꾸어 뒷차축에 전달함과 동시에 최종적인 감속을 통한 회전력의 증대를 위해 설치되며 차동장치(Differential Gear)는 주행중에 선회하거나 노면이 울퉁불퉁하면 좌우 바퀴에 회전차가 생기므로 자동차가 원활한 회전을 할 수 있도록 하기 위해 설치되며 종감속기어와 일체로 되어 액슬 하우징(Axle Housing)에 설치되어 있다. 종감속기어는 구동피니언과 링기어로 구성되며 현재에는 스파이럴 베벨기어와 하이포이드 기어가 사용된다. 종감속기어의 감속비는 링기어 잇수와 구동피니언 잇수와의 비(Ratio)로 나타내며 엔진의 출력, 차량무게, 가속성능, 등판 능력 등에 따라 정해진다. 구동축인 프로펠러축의 회전비인 감속비는 기관의 출력, 차량 중량, 가속도 등에 따라 일정하지는 않으나 승용차는 3∼8, 버스는 5∼8, 트럭은 5∼10이다. 그러므로 이 최종 감속비(Final Reduction Gear Ratio)와 변속기의 변속비를 곱한 것이 구동 계통의 총감속비이다.감속비변속기:엔진의 출력을 자동차의 주행속도에 알맞게회전력과 3.61 11.783단 30 3단 24 = 1.25 3.61 5.594단 28 4단 28 = 1.00 3.61 4.715단 24 5단 27 = 0.77 3.61 3.63베벨기어설계엔진측에서 4기통 실린더가 6300RPM의 회전수를 제공한다.회전이 유성기어를 거쳐 뒷바퀴 구동피니언으로 전달되는데 감속비가 이용된다. 설계의 최대값을 가정하기 위해 5단기어로 택하여 감속비 0.77*3.61=2.78 로 설계하였다.정확한 제원 및 치수 아래표 참고(excel 계산)링기어(n1)구동피니언(n2)변환비고압력각20모듈3축각90종감속비13.61213.61RPM2254.7188048139.5348845단변속비0.774피치12.572.79414잇수7520피치원지름(mm)22560d01=m*Z1d02=m*Z2이끝원지름(mm)238.573.5D01=D+2h이높이(절삭치인경우)6.75h = 2.25m피치원추각(degree)7515d01=tan-1{sinS/(Z2/Z1+cosS)}d02=S-d01원주피치(mm)9.424777961p=pi*D/Z법선피치(mm)2.952131434pn=p*cos(a)이너비(mm)28.128.1b=(1/3)L재질SM35C(HB150)GC300허용굽힘응력(n/mm^2)255127충격계수(fw)1버킹햄의 충격계수속도계수(fv)0.519페이지 720속도26.55치형계수y0.1370.102페이지718원추거리 L112.4361579피치원지름/2/sin피치원추각상당평기어의 잇수28121잇수/cos 원추피치각상당평기어의 치형계수0.470.328굽힘강도3930.7464771366.200878면압강도4143.8345992139.866985베벨기어재료계수 (fm)0.3표 15.2기계계수(fs)2최대마력(PS)141.8813605효율 90% 미적용수식 계산 - 1링기어 동력계산차동 피니언 기어 , 차동 사이드 기어회전반경에 따른 피니언간의 각속도차RPM2250링기어V235.619rad/s회전반경비WL(rad/s)WR(rad/s)피니언각속도121.14833219.33251.80001.00155235.42235.780.4611601.00134235.44235.760.3913201.00118235.46235.740.3514801.00105235.48235.720.3116401.00095235.49235.710.2818001.00086235.50235.700.2519601.00079235.51235.690.2321201.00073235.51235.690.2222801.00068235.52235.680.2024401.00064235.53235.670.1926001.00060235.53235.670.1827601.00056235.53235.670.1729201.00053235.54235.660.1630801.00050235.54235.660.1532401.00048235.54235.660.1434001.00046235.55235.650.1335601.00044235.55235.650.1337201.00042235.55235.650.1238801.00040235.55235.650.1240401.00038235.55235.650.1142001.00037235.56235.640.1143601.00036235.56235.640.1045201.00034235.56235.640.1046801.00033235.56235.640.1048401.00032235.56235.640.0950001.00031235.56235.640.0951601.00030235.56235.640.0953201.00029235.57235.630.0954801.00028235.57235.630.0856401.00027235.57235.630.0858001.00027235.57235.630.0859601.00026235.57235.630.0861201.00025235.57235.630.0762801.00025235.57235.630.0764401.00024235.57235.630.0766001.00023235.57235.630.0767601.00023235.57235.630.0769렴하였으며 수치가 매우 작으므로 0 rad/s 이라고 간주한다. 즉 반경이 커질수록 직선운동에 가까워지고 피니언은 정지운동을 하게된다. 피니언의 최대각속도는 최소회전반경 12m일때 40.67 rad/s 를 택한다. WR, WL또한 최대 각속도인 251.87 rad/s 을 택한다.차동피니언과 측면기어의 제원 아래표 참조차동피니언측면기어압력각20모듈2.5잇수비2.5모듈2.50잇수1640피치원지름(mm)40100이끝원지름(mm)51.25111.25이높이(절삭치인경우)5.63피치원추각(degree)2268원주피치(mm)7.85법선피치(mm)7.38이너비(mm)1520재질SM35C(HB150)SM35C(HB150)허용굽힘응력(n/mm^2)255255충격계수(fw)1속도계수(fv)0.7900.327최대각속도40.6251.0속도0.8112.55원추거리53.8상당평기어의 잇수17.2107.7상당평기어의 치형계수0.310.43굽힘강도16841119면압강도9321966베벨기어 재료계수 (fm)0.3기계계수(fs)2수식계산-24. 축설계L=1444L1=4060mm2250rpm < 3423rpm 안전축공차5. 베어링설계6. 케이스 설계케이스는 차동 사이드 기어크기인 111mm보다 여유도 있는 170mm로 선정한다.D = 170mmt = 5 mmh = 300mm7. CAD 도면8. CATIA 형상9. 결론2250rpm으로 돌아가는 기어가 150마력의 힘을 내기는 쉽지가 않다. 또 기본적으로있어서 힘든 기어의 이가 받는 힘이라던지 재료, 치수에 대한 자료들을 받지 않았기 때문에 선정하는데에 어려운점들이 있었다.설계할 때 모듈과 기어의 크기를 최대한 표준치수로 맞추기 위해 노력했기 때문에 기존 제품들과 호환성이 좋을 것으로 예상되며 비교적 제작하기 쉽게 설계하였다.각 부품들은 주로 사용되는 재료(주철, 기계구조용 탄소강)를 사용하였기 때문에 재료를 구하기 쉬울 것으로 생각된다.기계구조용 탄소강위주로 재료를 선정하였기 때문에 합금강에 비하여 저렴하고 강도 면에서 우수하다는 결론을 낼 수 됐다.

공학/기술| 2013.01.03| 21페이지| 5,000원| 조회(1,161)

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차동 치차 장치 설계목차 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트 설계목표 설계변수 차량선정 구동피니언 , 링기어 설계 축 설계 베어링 설계 차동 피니언 , 차동 사이드 기어 설계 기어박스 설계 윤활대책 설계를 위한 CAD 도면 CATIA V5 R18 을 이용한 형상 결론 Q A설계변수 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트 전달 마력 또는 토오크 선정 설계 구동 피니언과 링기어 사이의 속도비 선정 치차의 종류 , 치수비 및 재질의 선정 축 스프라인 및 베어링의 종류 및 재질 선정 케이스의 설계 기타 각종 요소 KS 규격 등선정차량 : AVANTE MD GDI 최고출력 : 140/6300 ( ps /rpm) 최대토크 : 17/4850( kg.m /rpm) 공차중량 : 1160kg 타이어 : 195/65R15 ( 휠 15 인치 , 타이어 포함 지름 647.5mm) 3 차량 선정 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트4 구동피니언과 링기어 설계 구동피니언 기어 : 종감속 기어장치에서 입력되는 동력을 링기어에 전달함과 동시에 감속 작용을 하는 구동 피니언 기어 링기어 : 종감속 장치에서 , 차동 기어 케이스에 부착되어 구동 피니언에 의해 구동되는 큰 기어 . 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트4 구동피니언과 링기어 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트4 구동피니언과 링기어 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트4 구동피니언과 링기어 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트5 축 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트5 축 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트6 베어링 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트6 베어링 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트7 차동 피니언 , 차동 사이드 기어 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트8 기어박스 설계 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트 고려해야 할 조건 ① 입력축과 출력축은 수직해야 한다 . ② 여유공간 최소화 ③ 입력축과 출력축의 위치는 무관하다 . ④ 억지끼워맞춤으로 흔들림이 거의 없다 . 높이 지름길이 두께 300mm 170mm 5mm9 윤활대책 관련 대책 그리스 윤활과 오일 윤활 방법 중 ‘ 오일 윤활 ’ 선택 오일 윤활 중 ‘ 비산급유법 ’ 선택 비산급유법은 베이링을 직접 오일에 적시지 않고 주위에 있는 치차나 회전링 등의 회전에 의해 생기는 비산에 의해 베어링을 윤활하는 방법 윤활유의 종류는 베어링 및 기어박스의 윤활용으로 주로 사용되는 ‘ 모빌유 ’ 을 사용 윤활유 선정 외에도 윤활유의 양을 조절 하는 것도 중요한 요소 추가적으로 윤활유와 윤활방법을 적정한 점도의 선정 , 점도지수가 클 것 , 내하중성 우수 , 산화 안정성 우수 , 수분 분리성 우수 등을 고려하여 선정 . 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트설계를 위한 CAD 도면 피니언 입력기어 측면기어 링기어 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트 10Thank You 2012 2 학기 기계요소설계 팀 프로젝트{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2013.01.03| 17페이지| 4,000원| 조회(768)

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