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공조냉동기계기사(7) 냉매 냉동공간 또는 물질에서 열을 흡수하여 타 공간이나 물질에 열을 운반하는 동작 유체 즉, 냉동장치를 순환하면서 열을 운반하는 작업 유체를 말한다. 1차 냉매는 직접 냉매라고도 말하며, 냉동시스템 내를 순환하여 열을 운반해 주는 매개체, 잠열 상태로 열을 운반한다. 1차 냉매로는 NH3, R-12, R-22 CO2, SO2 등이 있다. 2차 냉매는 간접 냉매, 브라인이라고 부르며, 냉동시스템 밖을 순환하면서 열을 이동시키는 것, 현열 상태로 열을 운반한다. 냉매에 필요한 조건 물리적 조건은 여러 가지가 있다. 1. 온도가 낮아도 대기압 이상의 압력에서 증발하고 또한 상온의 비교적 저압에서 액화할 수 있을 것 2. 임계온도가 높아 상온에서 반드시 액화할 것 3. 응고온도가 낮을 것 4. 증발잠열이 크고 .. 2022. 3. 27.
공조냉동기계기사(6) 전열 전열이란 열이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 것으로 전열량은 온도차에 비례하고 열저항에 반비례한다. 전열에는 대류, 복사, 전도가 있다. 먼저, 대류는 유체가 온도에 의한 밀도차가 생겨 이 밀도차에 의해 유체가 이동하면서 열을 운반시키는 것을 대류라 하며 유체의 밀도 변화에 의하여 일어나는 자연대류와 팬, 펌프 또는 교반기 등 기계적인 방법으로 행하는 강제대류가 있다. 복사는 고온의 물체는 복사선을 내고 자기 자신은 냉각된다. 이 복사선은 빛과 같은 전파의 일종으로 매질이 없는 진공 중에서도 전달된다. 이와 같은 것을 열의 복사라 한다. 특히 검은색은 복사열을 잘 흡수하고 또한 복사열을 잘 방출한다. 이러한 이유로 가정용 냉장고의 응축기는 검은색으로 한다. 전도는 도체에서 도체로 즉, 도체 내부.. 2022. 3. 27.
공조냉동기계기사(5) 냉동의 정의 일정한 공간에 있는 물질로부터 열을 빼앗아 온도를 떨어뜨리거나 동결상태로 유지하는 조작을 냉동이라고 한다. 유사한 용어로써 냉각, 냉장, 동결이 있는데 냉각이란 어떤 물질의 온도를 빙점 온도 이전까지 떨어뜨리는 것을 말하며, 냉장이란 식품 등을 동결되지 않을 정도의 저온에서 저장하는 것을 말하며, 동결이란 물질을 빙점 이하로 얼리는 것을 말한다. 냉동의 원리 냉동을 얻는 방법은 자연 냉동법과 기계적 냉동법이 있다. 먼저, 자연냉동법은 융해열을 이용한 냉동법과 승화열을 이용한 냉동법, 증발열을 이용한 냉동법, 기한제를 사용하는 방법, 기계적 냉동법이 있다. 융해열을 이용한 냉동법은 얼음이 녹을 때 주위로부터 열을 빼앗는 현상을 이용하는 냉동법이며, 승화열을 이용한 냉동법은 고체가 기체로 승화할.. 2022. 3. 27.
공조냉동기계기사(4) 가스 동력 사이클 가스동력 사이클을 공부하기에 앞서 카르노 사이클을 다시 한번 보겠다. 이상기체로 작동하는 Carnot cycle은 2개의 등온 과정과 2개의 단열 과정으로 이루어진 효율이 가장 좋은 사이클로 열기관의 이상 사이클이며, 실제 제작은 불가능하다. 즉, 이론으로만 존재하는 완벽한 사이클이라는 것이다. 카르노라는 사람이 전쟁에서 죽었는데, 그의 주머니에서 나온 아이디어가 바로 열역학에 매우 중요한 사이클이 된 카르노 사이클이다. 오토 사이클 오토 사이클은 가솔린기관의 이상 사이클로서 일정한 체적 하에서 열공급과 방출이 행해지므로 정적 사이클이라고 한다. 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비의 함수이다. 또한 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비가 클수록 높아진다. 사이클에서 열효율을 따지는.. 2022. 3. 27.
공조냉동기계기사(3) 열역학 3법칙 네른스트는 어떤 방법으로도 물체의 온도를 절대 영도까지 내릴 수 없다고 표현했다. 이것을 네른스트의 열 정리라고 하며 열역학 제3법칙이다. 플랭크는 모든 완전한 결정체의 온도가 절대 영도에 접근함에 따라 엔트로피도 zero에 접근한다고 표현했다. 즉, 완전한 결정체의 엔트로피는 절대 영도에서또한 이 법칙에 의하면 비열은 절대 영도에서이 되어야 한다. 어떤 물질의 임의의 온도에서의 엔트로피의 절대치 S는 0K를 기준으로 하여 식을 정의한다. 열역학 제3법칙은 엔트로피를 정리한 법칙이라고 생각해도 무방하다. 그리고 부가적으로 엔트로피는 늘어나는 방향으로 진행되는 게 자연스럽다. 즉, 질서에서 무질서로 간다고 생각하면 된다. 증기 기체는 실용상으로 가스와 증기로 구별하지만 본질적으로 구분하는 것.. 2022. 3. 27.
공조냉동기계기사(2) 순수 물질(pure substance) 순수물질은순수 물질은 화학조성이 균일하고 일정한 물질로서 고유한 성질을 가지고 있으며 녹는점, 어는점, 끓는점, 밀도 등이 일정한 물질을 말한다. 순수 물질은 크게 한 종류의 원소로만 이루어진 홑 원소 물질과 여러 원소가 화학적 결합을 통해 하나의 새로운 물질이 된 화합물 즉, 유기화합물, 무기화합물로 분류할 수 있다. 예를 들어 소금은 Na원소와 Cl원소의 화학적 결합으로 이루어져 있으며, 나트륨 성질이나 염소의 성질을 가지고 있지 않은 전혀 새로운 물질이므로 화합물로서 순수 물질인 것이다. 순수 물질이 아닌 것을 혼합물이라 하며 공기는 산소, 질소 알곤 등이 혼합된 혼합물이다. 열역학 0법칙 및 1법칙 열역학 0법칙은 사실상 늦게 나온 법칙이다. 하지만 그 중요.. 2022. 3. 26.
공조냉동기계기사(1) [첫 번째 기계 열역학] 열역학이란 어떤 물질에 대한 온도 변화가 중요한 역할을 하는 자연계의 각 과정을 연구하는 학문이다. 냉동공학, 기계공학의 기초를 이루는 중요한 학문이다. 쉽게 생각해보면 우리 주변에서 흔히 볼 수 있다. 초에 불을 붙어있는 현상도 자동차에 엔진이 에너지를 만들어 내는 것에도 모두 열역학의 개념이 들어가 있다. 열역학은 매우 기초이자 기본적인 학문이기에 개념들을 확실하게 이해할 필요가 있다. 열역학의 계 계의 종류에는 개방계, 밀폐계, 고립계가 있으며 각 각 물질과 열과 일이 통과하는지 통과하지 못하는지에 대해 나뉜다. 개방계는 경계를 통하여 물질, 열, 일 모두가 이동이 있는 계이고, 밀폐계는 개방계에서 물질의 이동이 없는 계이며, 마지막으로 고립계는 열, 일, 물질 모두의 이동.. 2022. 3. 26.

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