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공학 과학기술 계산194

파이프 파열 압력(Burst Pressure) 계산 파열 압력은 파이프나 튜브와 같은 압력 용기가 파열되거나 "파열"되기 전에 변형되기 시작하는 압력입니다. 재료의 강도와 파이프치수를 아래 계산기에 입력하여 파열 압력을 구한 후, 압력 용기나 파이프의 사용압력을 결정하는데 이용한다. ( 아래 식을 Barlow 공식이라고 한다.) (식 1) P = 2 * S * t / D 여기서, P : 내부 압력(MPa) S : 재료 응력(MPa) t : 파이프 두께(mm) D : 파이프 직경(mm) 이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 변형이 시작하는 내부 압력을 계산하고자 할 때는 재료의 항복 강도(Yield Strength)를 넣으면 된다. 또한, 파열 압력 계산을 위해서는 인장 강도(Ultimate Tensile Strength)를 입력하도록 한다. 실제.. 2024. 1. 5.
진공 누설률(Leak Rate) 계산 챔버 내의 압력 변화는 내부 부피에 압력 변화를 곱하고 그 결과를 압력 변화에 필요한 측정 시간으로 나누어 누설률(Leak Rate)로 변환할 수 있다. 즉, 챔버 부피, 압력 변화, 경과 시간을 아래 식에 입력하여 계산할 수 있다. (식 1) L = V x ΔP/ΔT 여기서, L : Leak Rate (Pa-m3/s) V : 챔버 부피 (m3) ΔP : 압력 변화 (Pa) ΔT : 경과 시간 (sec) 이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 Leak Rate의 단위는 Pa-m3/s 로 나타내며, torr-liter/s 나 atm-liter/min 로 변환하여 사용한다. (1 Pa = 0.00750062 torr, 1 Pa = 0.00000987 atm) 2024. 1. 5.
진공 배기 시간 및 속도 계산 진공 챔버의 부피, 목표 압력 및 해당 압력에 도달하는 데 걸리는 시간을 아래 식에 입력하여 진공 펌핑 시간 및 속도를 계산할 수 있다. (식 1) 진공 배기 속도, Q (L/min) = V/t X ln (Po/P1) (식 2) 진공 배기 시간, t (min) = V/Q X ln (Po/P1) 여기서, Q : 펌핑 속도 (L/min) V : 챔버 부피 (L) t : 펌핑 시간 (min) Po : 초기 압력 (Pa) P1 : 목표 압력 (Pa) HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 초기 압력 101,325 Pa은 대기압이다. 단위변환은 아래와 같다. 1 torr = 133.322 pa, 1 pa = 0.00750062 torr 위의 계산값은 사용하여 진공펌프를 선택하려면, 진공 시스템 구조, 배관경, L.. 2024. 1. 4.
전기 부하(Power Load) 계산 전기 부하는 시스템이 사용하고 있는 사용 가능한 부하의 총 백분율을 측정한 값이다. 이 계산기는 특정 부하에 대한 최소 회로 차단기 크기를 계산할 수도 있으며, 외부 발전기가 필요한지 여부와 개수를 미리 쉽게 계산할 수 있으므로 제작 검토 단계에서 사용할 수 있다. 아래 식으로 전기 부하 비율을 계산한다. (식 1) L = P / (V*A) X 100 여기서, L : 전기 부하 비율 (%) V : 전압 (V) A : 전류 (A) P : 전력 사용량 (W) 이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 일반적으로 전기 기술자는 회로 설계시 안전을 고려하여, 회로의 최대 부하가 회로에서 제공하는 사용 가능한 전력의 80%를 넘지 않도록 합니다. 2024. 1. 3.
펌프 샤프트 동력(Pump Shaft Power) 계산 펌프 샤프트 동력(Ps, Pump Shaft Power)은 시스템을 통해 유체를 이동시키기 위해 펌프가 필요한 에너지의 양을 나타내며, 단위는 W 또는 HP 이다. 즉, 이 펌프 샤프트 동력은 모터에서 펌프 샤프트로 공급되는(입력되는) 동력이다. 이는 펌프 유압 출력과 펌프 효율에 따라 달라진다. 계산식은 아래와 같다. (식 1) Ps = Q * ρ * g * H / η 여기서, Ps : 펌프 샤프트 동력 (kW) Q : 펌프 유량 (m3/hr) ρ : 유체 밀도 (kg/m3) g : 중력가속도 (9.81 m/s2) H : 펌프 양정, pump head (m) η (= Ph / Ps) : 펌프 효율 (%) Ph (= Q * ρ * g * H) : 펌프 유압 출력 (kW) 이다. 펌프 유압 출력(Ph)은 .. 2024. 1. 1.
C-rate 와 배터리 수명 계산 배터리 수명은 배터리 용량(mAh 또는 Ah)을 부하 전류(mA 또는 A)로 나누어 계산한다. 배터리 용량 단위 Ah는 Ampere Hours를 의미하며, 배터리의 방전율은 DoD(Depth of Dischage)로 나타내며, 용량이 100Ah이고 DoD가 80%인 배터리는 용량의 80%까지만 방전할 수 있습니다. 따라서 사용 가능한 용량은 80Ah(100Ah의 80%)입니다. (식 1) 배터리 수명 (hr) = 안전 방전율 (%) X 배터리 용량 (Ah) / 부하 전류 (A) = 안전 방전율 (%) X 배터리 용량 (Ah) X 전압 (V) / 전력 (W) 대부분의 휴대용 배터리의 정격은 1 C 입니다. 이는 1,000 mAh 배터리가 1 C 속도로 방전되면 1시간 동안 1,000 mA를 제공한다는 의미.. 2023. 12. 31.
공압 실린더의 힘(Pneumatic Cylinder Force) 계산 공압 실린더의 힘을 계산하는 공식은 다음과 같다. (단동식) Extend Force (N) = P × A1 (복동식) Extend Force (N) = P × A1 Retract Force (N) = P × A2 여기서, F : (마찰과 스프링 힘을 고려하지 않은) 이론적인 힘 (1 N = 0.101972 kgf) P : 실린더 내부의 압력 (1 bar = 100,000 Pa = 100,000 N/m2 = 0.986923 atm) A1 : 공기와 접촉하는 실린더 단면적 = π D²/4 A2 : 실린더 단면적 - 로드 단면적 = π (D² - d²)/4 이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 2023. 12. 31.
모터 토크(Motor Torque) 계산 모터의 출력, 속도, 토크의 관계식은 아래와 같다. (식 1) Torque (N-m) = 60 x P/ (2π x speed) 여기서, speed : 샤프트의 회전 속도(rpm) P : 샤프트에서 사용할 수 있는 출력 동력 Torque : 모터가 발생시키는 회전력의 양 이다. 또한, 출력(P)는 아래 식으로 나타낸다. (식 2) Power (W) = 2π x speed x Torque / 60 교류 모터는 슬립(slip)이 발생되는데, 아래 식으로 슬립 양을 계산하며, 동기 속도(모터 내부 자기장의 회전 속도)와 샤프트 속도의 차이를 나타낸다. (식 3) slip = (무부하시 모터속도 - 부하 모터속도) / (무부하시 모터속도) X 100% HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 위에서 AC 동기 모터.. 2023. 12. 31.
암페어(Amp)에서 마력(HP)으로 변환 계산 전류의 단위인 암페어(Amp)에서 모터 출력의 단위인 마력(HP)으로 변환은 아래의 공식을 사용하여 계산할 수 있다. 마력 단위의 전력 P는 전류 I (암페어) 곱하기 전압 V (볼트) 곱하기 효율 θ 곱하기 역률 PF를 746으로 나눈 값과 같습니다. 1) DC 회로 P = I * V * (Efficiency(%)/100) / 746 2) AC - 단상 P = I * V * (Efficiency(%)/100) * PF / 746 3) AC - 3상 (선간 전압) P = I * V * (Efficiency(%)/100) * PF * 1.73 / 746 4) AC - 3상 (라인-중성선 전압) P = I * V * (Efficiency(%)/100) * PF * 3 / 746 HTML 삽입 미리보기할 수 .. 2023. 12. 30.
마력(HP)에서 암페어(Amp)로 변환 계산 HP에서 암페어로 또는 암페어에서 HP로 변환하는 계산기는 DC 회로, 단상 및 3상 AC 회로에서 사용할 수 있는 유용한 도구로 주로 모터 회로의 계산에 사용된다. HP는 힘의 단위로 출력 전력을 나타내는 데 사용되며, Amp는 최대 부하 전류 또는 정격 입력 전류를 의미한다. HP를 암페어로 변환하는 식은 아래와 같다. 우선 1 HP = 746 watt 이므로, HP를 와트(watt)로 변환 후 회로에 따라 아래 식을 적용하면 된다. AC 회로의 경우, 역률(Power Factor)를 고려하여야 한다. 1) DC 회로 I = HP * 746 / V * (Efficiency(%)/100) 2) AC - 단상 I = HP * 746 / V * (Efficiency(%)/100) * PF 3) AC - 3.. 2023. 12. 30.
스프링 탄성 위치에너지(Elastic Potential Energy) 계산 주어진 스프링 변위 및 스프링 상수에 대해 인장 또는 압축된 스프링의 위치에너지를 아래 식으로 구한다. 탄성 위치에너지는 물체 모양의 변형으로 인해 발생하므로 물체의 질량에 의존하지 않습니다. (식 1) 위치에너지, U = 1/2 * k *Δx2 (식 2) 스프링 상수, k = 2U / Δx2 (식 3) 스프링 변위, Δx = (2U / k) 1/2 스프링 상수(Spring Constant)의 단위는 N/m, 변위(신장 또는 압축 Displacement)는 m, 에너지는 Joule ( = N-m)이다. HTML 삽입 미리보기할 수 없는 소스 2023. 12. 29.
유체 배출 속도 및 유량 계산 탱크나 용기를 비울 때 유체 배출 속도, 체적 유량과 질량 유량은 아래 식으로 계산할 수 있다. (식 1) 배출 속도, V (m/s) = (2 g H )1/2 (식 2) 체적 유량 , Qv = Cd * A * (2 g H)1/2 (식 3) 질량 유량, Qm = ρ * Qv 여기서, H : 유체 높이(m) g : 중력가속도, 9.81 m/s2 Cd : 배출계수(discharge coefficient) 로, 출구의 형태에 따라 다른 값을 가진다. (아래 그림 2 참조) a) Sharp-edged Cd=0.61, b) Rounded Cd=0.98, c) Short tube Cd=0.8, d) Borda Cd=0.51 A : 출구 단면적(m2) ρ : 유체 밀도 (kg/m3) 이다. HTML 삽입 미리보기할 수.. 2023. 12. 28.

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