본 연구는 램제트 엔진 성능시험기의 설계기술 습득을 위하여 진행된 연구의 일부분으로 자유제트 형식 시험기의 설계기술을 연구한 결과를 정리한 것이다. 연구의 대상은 램제트 엔진 성능시험기의 범용 설비인 오염공기 방식 가열기(Vitiated Air Heater), 시험부, 디퓨저, 이젝터 등으로 설계기법 및 설치기법들을 중점으로 연구하였다. 램제트 엔진 성능시험기 시험부는 기본 성능시험기의 작동 영역(마하2~5, 고도0~25km)을 토대로 10개의 작동점으로 재구성하여 각 작동점에서의 마하수, 고도에 따른 시험장치의 초음속 노즐, 디퓨저, 이젝터 등 주요 구성요소들의 물성치(온도, 압력 등)를 계산하였으며, 성능시험기의 구동 방법 등에 대한 내용을 기술하였다.
저압 개폐기는 에어컨, 냉동기, 산업용 청소기, 전기온수기, 공조기, 펌프, 콤프레션 등의 모터제어 및 히터와 조명기기의 개폐 둥에 광범위하게 이용되는 개폐장치이다. 저압 전자개폐기는 수 천회에서 수백만회까지 빈번한 개폐 사용조건으로 인해 시험 규격에서는 개폐시험을 통해 제품의 수명을 검증하도록 되어 있으며 과다한 시간이 소요된다. 따라서 시험 시간을 단축하기 위한 가속수명 시험이 필요하게 되었으며 가속 스트레스인 과도 회복전압(TRV)의 피크비율(factor ${\gamma}$) 변화에 따라 저압개폐기의 전기적 수명 시험을 실시하였으며 시험결과를 바탕으로 가속 수명 시험을 하기 위한 가속계수를 산출하였다.
자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.
본 논문에서는 열전소자를 이용한 온도 환경 시험기에 적용할 수 있는 퍼지제어기를 개발하였다. 온도환경 시험기에 퍼지제어기를 구현하기 위해 마이컴기반의 온도제어시스템을 제작하였다. 안정적인 온도 유지 및 온도 변화 속도를 향상시키기 위하여 퍼지제어기를 내장한 온도환경 시험기를 개발하였다. 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위하여, 일반적으로 널리 사용되고 있는 비례-적분-미분 제어기와 비교하였다. 실험결과 제안한 퍼지제어기가 기존의 비례-적분-미분 제어기보다 상승시간, 오버슈트 면에서 좋은 제어성능을 보임을 알 수 있었다.
철도차량용 제동장치 성능시험기는 제륜자의 마찰계수, 마모량, 열반점 등의 물리적 성질을 실차와 유사한 환경조건에서 시험을 수행함으로써 제륜자의 연구개발 및 성능평가의 목적으로 활용한다. 제륜자는 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환한다. 성능시험기는 철도차량의 주행 운동에너지에 해당하는 관성질량으로부터 회전 운동에너지에 해당하는 관성모멘트를 조성하여야 한다. 공용 시험기에서 각종 철도차량에 대한 관성모멘트를 기계적 관성모멘트인 플라이휠로 모의하기에는 용량도 크고 구조가 복합하여 현실적으로 한계가 있다. 본 연구에서는 기계적 관성모멘트의 한계를 극복하고자 전기적 관성모멘트를 부가적으로 활용하는 기법을 제시하고 이를 적용한 시험기를 소개하고자 한다. 이러한 연구는 시험기의 외형적인 크기를 줄이고 또한 각종 철도차량에서 요구하는 정량적인 관성질량의 모의가 가능하리라고 사료된다.
본 논문은 LVI시험기 및 모델 변압기의 설계와 제작에 관하여 기술하였다. 이들을 이용하여 LVI 시험 분석기 술을 개발하였다. LVI시험기는 본테, 터미널 박스 및 케이블로 구성하였고, ANSI규격에서 요구하는 출력특성을 갖는 것으로 평가되었다. 모델변압기는 탭들을 만들어 변압기의 권선변형 모델을 만들 수 있도록 하였고, LVI시험기로써 실험을 실시하여 LVI시험분석 기술에 관하여 논하였다.
고전압 커패시터는 회로 전체 안전성의 이유로 신뢰도를 유지하는 것이 매우 중요하다. 따라서 커패시터는 다양한 특성에 대해 시험이 필요하며 이때 장비가 필요하게 된다. 커패시터 시험용 특성으론 용량, 내전압, 전압 변화량, Irms, Ipeak가 있는데, 이 중 전류(Irms, Ipeak) 시험기의 경우 시중에 거의 없고, 매우 고가에 거래가 되고 있다. 이는 기존 전류 시험기가 CCCV(constant current constant voltage) 충/방전 회로를 사용하여 높은 전력을 공급하는 Power Supply가 요구되기 때문이다. 본 논문은 상기 기존 기술의 문제점을 해결하고자 공진회로를 이용하여 새로운 커패시터 전류 시험기를 설계하였고, Simulation을 통해 제안 전류 시험기의 가능성을 검토하였다.
본 논문은 고압변압기의 Impulse시험시 시험실의 등전위 확보를 위한 접지시스템의 구성방법에 대해 연구하였다. 고압변압기의 검사시험은 구조 및 권선 저항 측정시험 등 여러 가지 시험이 진행되고 있는데, 시험실에서 수행되는 시험중 내전압시험과 절연저항시험 등을 수행할 때 절연파괴시 높은 전위차로 인해 발생되는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 등전위 확보 방안과 접지시스템의 구성방법을 구축하였다. 이를 위해 변압기의 시험방법과 시험이 종류에 대해 연구하였고, 접지시스템을 구성하기 위한 사전조사방법과 접지시스템의 설계방법, 그리고 등전위확보를 위한 구성방법에 대해 연구하였다. 또한, 시험실의 지질 특성 및 지층 구조를 분석 모델링하였고, 과학적 이고 체계적인 접지설계 엔지니어링과 시뮬레이션을 통하여 과도시점의 상태에 대해 과도전위에 대한 모델링을 하였다. 이러한 연구를 통해 실제 현장에 적용하여 설비를 구축하였고, 성능을 측정 및 분석한 결과 시험시 과도상태에서 발생하는 시험장비와 피시험품의 전위차발생으로 인한 파손과 시험의 오차를 최소한으로 줄일 수 있음을 확인하였다. 따라서, 고압변압기의 검사시험 및 고전압 시험에서 시험시 발생하는 과도시점에서 등전위 확보방안에 대해 본 논문을 통해 구성방법에 대해 제안하고자 한다.
한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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pp.488-492
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1997
원자력 발전소의 공조 시스템에 설치되는 덕트형 소음기를 설계.제작하여 감음성능 시험, 내진해석, 내진시험, 난연시험 및 기밀시험 등을 수행하여 각각의 요구조건에 적합한 소음기를 설계.제작한 결과 원자력 발전소에 기 설치된 소음기와 동등한 성능을 갖는 것으로 나타났다. 소음기를 설계, 제작, 시험하는 과정에서의 노-하우를 바탕으로 어떠한 요구조건에도 만족하는 제품을 국내에서 설계.생산할 수 있는 기술 확보에 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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