[공학나라] 기계 공학 기술정보

mm 규격 표준 너트 사이즈이다. 

Norminal hole diameter (구멍 호칭경)이 12 이면 우리가 흔히 말하는 M12 너트이다.

1st choice는 일반적으로 사용되는 크기이며 2nd choice는 특수한 경우에 사용된다.

coarse가 보통나사 fine이 세목나사이며 이에 따라 너트 사이즈가 바뀌지는 않는다.

Across flats (A/F)가 렌치나 스패너 공구 (호칭경) 사이즈를 고를때도 사용된다. 단 공구를 고를 때는 공구와 와셔가 국제 ISO 규격인지, 독일 DIN 규격인지, 일본 JIS 규격인지를 알아야 한다. ISO M12 너트의 경우 A/F가 18인 ISO 스패너 공구를 사야한다. 

출처

Nut (hardware) - Wikipedia

여기서는 일반적으로 많이 사용되는 오링을 제외하고 다소 특수한 형태의 스프링 에너자이즈드 씰에 대해서 다룬다. 

또한 다양한 스프링 에너자이즈드 씰 (이하 SES) 의 공급 업체가 다양하게 있으나 이 분야에서 벤츠로 평가받는 Saint-Gobain사의 Omniseal(R) 카탈로그 위주로 설명한다 (홈페이지를 보면 우주왕복선에 사용되었다 하니 그 역사와 성능을 짐작할 수 있다).

SES는 아래 그림과 같이 외부에는 PTFE 재킷과 내부에는 메탈 스프링이 있는 구조이다.

씰이 벽면을 누르는 힘이 곧 기밀 성능과 직결되며 이 힘은 내부 금속 스프링의 힘 + 시스템의 압력이 된다. 즉 압력이 올라갈수록 기밀 성능이 증가되는 구조라 에너자이즈드란 용어를 쓰게 된다. 

이 씰의 오링 대비 장점은

극저온에서도 사용 가능

낮은 마찰력

높은 화학적 적합성

시효 경화 성능 우수 (오링과 달리 오래되도 쓸만하다)

압력이 없는 경우에도 금속 스프링에 의한 누르는 힘을 조절 가능 -> 기밀 성능 향상

압력에 비례하는 기밀 성능 -> 기밀 성능 향상

즉 오링대비 모든 성능이 좋아진다. 단점은 딱봐도 알겠지만 비싸다. 

내부 금속 스프링의 재질과 형상은 다양한 종류가 있다. 또한 외부 재킷도 다양한 재질과 형상이 있다. 내부 스프링 형상에 따라 누르는 힘을 조절할 수 있다.

출처

Spring Energized Seal vs. O-Ring: Which is Better?

Spring Energized Seals | Polymer Jacket | Metal Spring

BS4320 Form A 의 도면상 평와셔 표준 사이즈이다. 즉 실제품은 공차를 가지고 있다.

Norminal screw size (스크류 호칭경)이 12 이면 우리가 흔히 말하는 M12 와셔이다.

1st choice 는 일반적으로 선택하는 크기이며 2nd choice는 특수한 경우에 사용된다.

coarse thread는 보통나사 fine thread는 세목나사이다. 대부분 보통 나사이건 세목나사이건 와셔 크기는 달라지지 않는다.

또한 일부 표준은 (예를 들어 JIS B 1256)

       grade A와 C의 크기 차이가 일부 차이가 나기도 하며

        grade A의 경우는 grade C에는 없는 표면 조도 규제도 한다.

        표면 조도는 크기가 커질수록 커진다 (거칠어진다).

        와셔에 챔퍼가 있는 경우도 있다.

        표준 크기외에도 작은 사이즈 와셔와 큰 크기의 와셔도 있다. 

출처 

Washer (hardware) - Wikipedia

hira_zagane_NBK_1.pdf

기체역학 공식 정리

음속 = Root of ( 비열비 x 기체 상수 x  온도)

gamma : 비열비 (specific heat ratio)

gc : SI 유닛에서는 1

R : 기체 상수 (gas constant)

T : 온도

음속의 기체의 종류와 온도에 따라 결정된다.

마하수 = 속도 / 음속

속도가 음속보다 크면 초음속, 작으면 아음속이다.

정상 상태 (steady state) 에서의 

- 질량 보존의 법칙

질유량 변화 = 밀도 x  단면적 x 속도 = 일정

-  에너지 보존의 법칙

Q : 시스템으로 들어간 열량

W : 시스템이 한 일

delta E : 시스템의 총에너지 변화

관내 유동으로 표현하면

h :  엔탈피 (enthalpy)

gc : SI 유닛에서는 1 

q : 시스템으로 들어간 단위 질량당 열량

ws :  시스템으로 들어간 단위 질량당 일량

u : 내부 에너지

p : 압력

v : 단위질량당 부피, 비체적 (specific volume)

출처

Fundamentals of Gas Dynamics, R. D. Zucker.