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가스터빈 : 브레이튼 사이클 가스터빈은 항공 엔진과 발전 시스템에서 널리 사용되는 핵심 기계로, 그 열역학적 이상 사이클은 브레이튼 사이클로 정의됩니다. 브레이튼 사이클을 이해하는 것은 가스터빈 성능 향상과 설계 최적화를 위해 중요합니다. 이 사이클은 두 개의 정압 과정과 두 개의 단열 과정으로 구성되며, 실제로는 개방형 사이클(Open Cycle)입니다. 브레이튼 사이클의 각 과정과 효율에 영향을 미치는 요소를 자세히 살펴보겠습니다.  브레이튼 사이클의 4단계 과정① → ②: 단열압축 (압축기에서 등엔트로피 압축 과정) 공기가 압축기에 의해 단열압축됩니다. 이 과정에서 공기의 온도와 압력이 상승하며, 에너지 손실은 무시됩니다. ② → ③: 정압가열 (연소기에서 연료 연소) 압축된 공기는 연소기에서 연료와 혼합되어 연소됩니다. 이 .. 2024. 11. 17.
증기터빈 베어링, 커플링 및 터닝기어의 역할과 중요성 증기터빈은 고온·고압의 증기를 이용해 터빈을 회전시켜 발전기를 구동함으로써 전기를 생산하는 장치입니다. 이 과정에서 베어링, 커플링, 터닝기어는 시스템의 효율성과 안전성을 보장하는 중요한 부품들로, 각각 고유의 역할을 수행합니다. 이번에는 증기터빈의 안정적인 작동을 위해 필수적인 베어링, 커플링, 터닝기어의 기능과 역할을 상세히 알아보겠습니다.  증기터빈 베어링의 역할과 종류증기터빈 베어링은 터빈의 회전 축을 지지하고 안정적으로 회전할 수 있게 해주는 장치로, 고온 및 고압의 환경에서도 안정적으로 작동해야 합니다. 베어링은 회전 부품이 마찰을 최소화하고, 고속 회전 시 발생하는 진동을 줄이며 시스템의 내구성을 높이는 중요한 역할을 합니다.  저널 베어링 (Journal Bearing)저널 베어링은 로터를.. 2024. 11. 10.
4행정 SI 엔진 사이클: 가솔린 엔진의 작동 과정 이해 4행정 SI 엔진은 내연기관 중에서 흔히 사용하는 가솔린 엔진의 작동 과정을 설명하는데, 흡기, 압축, 폭발(점화), 배기 네 단계로 이루어져 있습니다. 이 사이클은 각 단계가 순차적으로 반복되면서 엔진의 회전 운동을 만들어내며, 이를 통해 차량과 같은 다양한 기계 장치에 동력을 제공합니다. 이번에는 4행정 SI 엔진의 각 단계에 대해 자세히 알아보겠습니다.  4행정 SI(Spark Ignition) 엔진의 주요 단계4행정 엔진의 사이클은 상사점(TDC, Top Dead Center)과 하사점(BDC, Bottom Dead Center) 사이에서 피스톤이 움직이며 수행됩니다. 상사점은 피스톤이 실린더 내에서 최고 위치에 있는 지점이며, 하사점은 최저 위치에 있는 지점입니다. 각 사이클에서 피스톤의 이동과.. 2024. 11. 10.
외연기관과 내연기관의 작동 원리와 차이점 에너지 변환 장치로서의 엔진은 연료의 화학 에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 자동차, 선박, 비행기 등 다양한 기계를 작동하게 만듭니다. 일반적으로 “엔진”이라 하면 내연기관을 떠올리지만, 실제로는 외연기관 또한 중요한 엔진 유형으로, 다양한 응용 분야에서 여전히 쓰이고 있습니다. 이번에는 외연기관과 내연기관의 작동 원리와 특징을 비교하여 이 두 엔진 유형을 심도 있게 이해해 보겠습니다.  엔진이란 ? 엔진은 연료를 연소시켜 발생한 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치입니다. 연소 과정에서 만들어진 고온·고압의 가스는 엔진 내부나 외부에서 작용력을 발생시키며, 이를 통해 피스톤을 움직여 기계적 일을 합니다. 이러한 과정은 연소 위치에 따라 외연기관과 내연기관으로 나뉩니다.  외연기관: 외부에서 연소되는.. 2024. 11. 9.
가스터빈의 종류와 구조에 따른 분류 가스터빈은 압축기, 연소기, 터빈의 세 가지 주요 부품으로 구성되며, 주로 압축기와 터빈에서 에너지 손실이 발생합니다. 이러한 손실은 터빈 출력 감소로 이어지는데, 이는 압축기의 성능에 큰 영향을 받습니다. 가스터빈은 그 축의 구성 방식에 따라 다양한 형태로 구분되며, 각 구성 방식은 사용 목적에 따라 다르게 적용됩니다. 이번에는 가스터빈의 축 구성에 따른 종류와 각 유형의 특징을 깊이 있게 알아보겠습니다. 가스터빈의 축 구성에 의한 분류 가스터빈의 축 구성 방식에 따라, 크게 일축형, 이축형, 그리고 다축형으로 나뉩니다. 이들 각각은 특정 용도에 맞춰 설계되어 있어 발전, 선박, 자동차, 항공 등 다양한 산업에 맞춤형으로 사용됩니다.  1-1. 일축형 가스터빈 (Single Shaft Gas Turbi.. 2024. 11. 9.
가스터빈의 역사 및 종류 가스터빈은 현대의 에너지 산업과 항공 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있으며, 그 발전 과정은 오랜 연구와 기술의 진보를 통해 이루어졌습니다. 이번 글에서는 발전용 가스터빈의 역사와 발전 과정, 그리고 다양한 가스터빈의 종류에 대해 알아보겠습니다.가스터빈의 역사가스터빈 기술의 기초는 17세기 보일의 법칙과 같은 물리적 원리에 바탕을 두고 시작되었습니다. 이후 19세기 말부터 다양한 연구자들의 노력으로 엔진의 개념이 확립되었으며, 가스터빈의 기초가 되는 이론이 발전되었습니다. 스웨덴의 발명가 구스타프 브레이튼은 1897년에 가스터빈 엔진을 발명했는데, 이 엔진은 고압 가스를 이용해 피스톤을 움직이는 방식이었지만, 당시 효율성은 매우 낮았습니다. 그러나 이 엔진은 이후 가스터빈 기술 발전의 초석이 되었습니다.. 2024. 10. 24.
열역학 법칙 알아보기 열역학은 열, 에너지, 그리고 물질의 상태를 연구하는 과학 분야로, 우리의 일상과 밀접하게 연관된 학문입니다. 이 학문은 다양한 자연 현상을 설명하는 데 사용되며, 네 가지 중요한 법칙으로 이루어져 있습니다. 이번 글에서는 열역학의 기본 법칙들인 제0법칙, 제1법칙, 제2법칙, 제3법칙에 대해 알아보겠습니다. 열역학 제0법칙: 온도의 평형열역학 제0법칙은 온도에 관한 기본 원리를 정의합니다. 이 법칙은 "만약 물체 A가 물체 B와 열 평형 상태에 있고, 물체 B가 물체 C와도 열 평형 상태에 있다면, 물체 A와 C도 열 평형 상태에 있다"는 내용을 담고 있습니다. 이는 온도라는 개념을 수학적으로 정의하는 데 필수적인 법칙으로, 온도계의 작동 원리를 설명하는 중요한 이론입니다. 이 법칙 덕분에 우리는 온도.. 2024. 10. 15.
카르노 사이클 효율 계산 알아보기 카르노 사이클은 열역학에서 가장 효율적인 사이클로 간주되며, 열기관의 이론적 한계를 설명하는 중요한 모델입니다. 이 사이클은 1824년 프랑스의 물리학자 사디 카르노(Sadi Carnot)가 고안한 것으로, 열을 기계적 에너지로 변환하는 과정에서 최대 효율을 낼 수 있는 이상적인 조건을 제시합니다. 이번에는 카르노 사이클 효율 계산 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.  카르노 사이클의 단계카르노 사이클은 네 가지 주요 과정으로 구성됩니다:등온 팽창 (T_max): 고온에서 기체가 일정한 온도로 팽창하면서 열이 시스템으로 들어오는 과정입니다. 이 과정에서 열은 기계적 일로 변환됩니다.단열 팽창: 외부로부터 열의 출입이 없이 기체가 팽창하면서 온도가 낮아지는 과정입니다. 이 과정에서는 에너지가 열로 방출되지.. 2024. 10. 15.

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