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Ruban-capton-adhesif.jpg

 

캡톤 테이프 (Kapton tape)

 

1960년대 듀폰사에서 폴리이미드 (polyimide)로 만든 황색 반투명의 절연 및 단열 테이프로 -269~400 도씨에서 사용 가능하다. Kapton이라는 이름 자체는 듀폰사의 상품명이다. 사용온도를 보면 알 수 있듯이 고온 뿐만아니라 극저온에서도 사용가능하다.

 

유연 전자회로나 위성에 많이 사용되며 일반 절연 테이프에 비해 사용 온도 범위가 넓다. 

 

접착부분은 실리콘 접착제가 사용된다. 

 

알아보니 가격이 의외로 비싸고 사용기한이 있으니 무작정 오래놓고 쓰면 안된다.

 

 

사용처

 

항공기

 

다른 절연체에 비해 가볍고 좋은 절연 특성과 온도 특성으로 인해 민용이나 군용항공기의 전선을 절연하는데 많이 사용된다. 내구성은 안좋은 편이라 고온, 다습, 해수가 있는 경우 성능 저하가 있으며 기계적인 마찰등으로 성능이 저하되면 전기적으로 합선이 일어날 수 있으므로 갈아주기도 한다.

 

 

우주선 (spacecraft)

 

아폴로 달 착륙 모듈에 단열을 위해서 사용되었다. 이 경우에는 아래 그림처럼 aluminized Kapton foil의 담요 형태로 사용된다. 

 

 

  

 

 

전자 기기

 

사용 온도 범위가 넓고 전기적 절연성이 좋아 정전기에 민감한 부위에 사용되기도 한다. 아래 그림은 황색의 캡톤 테이프를 배터리 셀의 리드선을 절연하기 위해 사용된 경우이다.

 

 

 

 

참고문헌

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Kapton

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Alloy Steel Hex Nut, Black Oxide Finish, Heavy, 1"-8 Threads, 35 ...



흑색 산화 (Black Oxide) 피막 처리



철금속, 스테인레스 강, 구리, 구리 합금, 아연, 금속 분말 등에 사용하는 화성피막 (conversion coating) 이다. 내식성을 추가하거나, 외관을 멋지게 하거나, 빛 반사를 줄이기 위해 사용된다. 피막 처리 전후로 치수 변화가 거의 없어 움직이는 부품이나 공차가 중요한 부품에도 사용할 수 있다 (예. 볼트, 너트, 와셔 등). 페인트나 락카를 사용하기위한 예비처리로는 사용하지 않는다.


이 피막처리를 하면 표면에 마그네타이트 (Fe3O4)라는 흑색 산화물이 생긴다. 이 산화물은 철이 녹슬때 발생하는 빨간 산화물인 녹 (Fe2O3)보다 기계적으로 안정적이며 내식성이 좋다 (그러니까 쓰겠지...).


피막처리를 하는 방법은 고온, 중온 등 다양하게 있으며 독성물질 없이 적은 도구로도 할 수 있어 집에서도 취미로 할 수 있다 (넌 취미가 뭐니? 흑색 산화 피막처리~). 



특징


밀착성이 좋고, 내식성, 내마모성이 양호


피막의 두께가 통상 0.2~5.0㎛로 치수변화가 극히 적음


내열성이 좋아 400℃까지의 온도에 견딘다.


피막은 안정되어 있으나, 크랙이 많다.




규격


다양한 연관 규격이 있다. (국방-0115-0023, MIL-C-13924, MIL-F-495, KS-D-ISO-11408)




참고문헌


https://en.wikipedia.org/wiki/Black_oxide


https://www.cotec.co.kr/kor/data/surface_treatment06.pdf
















디젤 싸이클 (Diesel cycle)


왕복 내연 기관에 사용되는 과정이다. 


연료가 연소실내의 공기의 압축과정 동안에 발생하는 열에 의해 연료가 점화되는 것이 특징이다 

(오토 싸이클의 경우는 스파크 점화기가 연료-공기 혼합 가스를 점화시킨다). 


디젤 엔진도 일종의 열을 일로 바꾸어 주는 열엔진이며 자동차, 항공기, 발전기, 배, 잠수함등에 사용된다.



이상화된 디젤 싸이클






1-2 과정 (파란색)


유체의 등엔트로피 압축 


(외부에서 시스템으로 일이 들어감 )


2-3 과정 (빨간색)


가역 등압 가열 


(외부에서 시스템으로 열이 들어감 )


3-4 과정 (노랑)


등엔트로피 팽창


(시스템에서 외부로 일이 나감 혹은 시스템이 외부에 일을 함 )


4-1 과정 (녹색)


가역 정적 냉각


(시스템에서 외부로 열이 나감 )




최대 효율


아래 식은 디젤 과정의 이상적인 최대 효율을 나타내며 물론 실제 디젤엔진은 열 및 마찰 손실에의해 이보다 매우 낮다. 


(오토 싸이클 식보다는 훨씬 복잡하다.)




 =  : (cut-off ratio)로  나타낼 수도 있다.


 : 압축비 (compression ratio)



 : 비열비 (Cp/Cv)



오토 싸이클과의 효율 비교


두 효율식을 비교하면 주어진 압축비에 대해서 오토싸이클이 더 높은데 실제의 경우는 디젤엔진이 더 높은 압축비에서 운용이 가능해서 효율이 더 높다. 이외에도 현실과 이상은 많은 다른 차이점들이 있다 (다 따지면 대략 혼란스럽다).





참고문헌


https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_cycle






















오토 싸이클 (Otto Cycle)


전기점화기관 (spark iginition piston engine) 의 이상적인 사이클로 대부분의 자동차에서 사용된다 (물론 실제 자동차에 적용되면 이상적인 사이클과 차이가 나게 된다). 



과정


2개의 단열 과정 + 2개의 정적 과정



 




0-1 과정 (이 과정은 오토싸이클의 전단계라고 보면된다. 공기 흡입 단계)


일정한 압력에서 피스톤과 실린더로 공기 흡입



1-2 과정 (단열 압축, 압축 스트로크)


피스톤이 BDC (bottom dead center) 에서 TDC (top dead center) 로 움직여 내부의 가스가 단열 압축 (등엔트로피) 된다.


* BDC (bottom dead center) : 실린더 내부의 부피가 최대가 되는 상태


* TDC (top dead center) : 실린더 내부의 부피가 최소가 되는 상태



2-3 과정 (정적, 점화)


피스톤이 TDC에 있는 동안 (일정한 부피) 외부로부터 열이 들어오는 과정이다. 이 과정은 연료와 공기가 섞인 상태에서 점화에 열이 발생하는 과정을 나타낸다.



3-4 과정 (단열 팽창, 팽창 스트로크)


피스톤이 TDC에서 BDC로 이동하는 단열 팽창 (등엔트로피) 과정이다. 



4-1 과정 (정적, 이상화된 열 배출)


피스톤이 BDC에 있는 동안 (일정한 부피) 외부로 열이 나가는 과정이다. 



1-0 과정 (이 과정은 오토싸이클의 후단계라고 보면 된다. 배기 단계)


공기가 일정한 입력하에 외부로 배출되는 과정 



위에서 0-1과정과 1-0 과정은 오토싸이클에서 제외하고 설명하는 경우가 많다.



효율


효율식은 아래와 같다.



여기서 


 : 비열비, specific heat ratio

 =  : 압축비, compression ratio



즉 효율은 비열비 및 압축비가 클수록 커진다. 






참고문헌


https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle


http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2009.web/Isaac_Hebert/Otto_Cycle.html


























엔트로피 증가량 계산식


이상기체 ($ Pv = RT$)의 등엔트로피 과정의 엔트로피 변화


열역학 1/2법칙과 단열 과정을 가정하면 엔트로피 변화량은 아래와 같이 구해진다.


$\displaystyle \frac{P_2v_2^\gamma}{P_1 v_1^\gamma}=\left[Pv^\gamma\right]^2_1=e^{\Delta s/c_v}.$


위 식에서 가역 과정 ($ \Delta s =0$) 을 가정하면 $ Pv^\gamma =
\textrm{constant}$가 된다. 


즉, 단열, 가역과정이 등엔트로피 (isentropic) 과정이다.




두 열원 사이의 열전달 과정의 엔트로피 변화



아래 그림과 같이 TH의 열원에서 TL열원으로 Q의 열량이 이동하는 과정에서 (일은 하지 않는다고 가정)


Image fig2tworeservoirs_web


엔트로피 변화량은 TH열원 입장에서는 열이 -, TL 열원 입장에서는 열이 + 이다.


$\displaystyle \Delta S = \left(\frac{-Q}{T_H}\right) + \left(\frac{Q}{T_L}\right) = \frac{Q}{T_H T_L}(T_H-T_L).$



참고 문헌


https://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node41.html









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