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책소개본서의 특징은 유체기계 에너지전달 개념의 이해 및 기본 설계뿐만 아니라 가전제품에서부터 풍력터빈, 모빌리티시스템에 이르는 다양한 유체기계 활용 최적설계 등에도 상당한 비중을 두었다. 또한 기계공학 설계과목 학습뿐만 아니라 산업체 현장의 엔지니어에게 필요한 참고도서로도 유용할 것으로 확신한다. 학부과정에 적합한 난이도, 설계관점 위주의 기술 그리고 전통적인 유체기계분야 뿐만 아니라 최근 부각되는 신재생에너지와 모빌리티 분야를 포함한 폭넓은 커리큘럼의 개발이 기존 유체기계 교재의 새로운 저술을 시도하게 된 동기가 되었다.
저자소개저자 : 이승배
서울대학교 기계공학과를 졸업하고, UCLA 대학원에서 공력소음분야 연구로 공학박사를 취득하였다. 그 후 대기업연구소에서 다양한 제품의 유동설계를 담당하였고, 1996년부터 인하대학교 기계공학과에서 유체기계, 유압공학 등을 강의하면서 산학프로젝트를 통해 홴, 펌프, 터빈 등의 다양한 유체기계의 설계와 저소음 유동시스템 응용 제품을 개발하여 왔다. 또한 산업용 송풍기ㆍ펌프, 풍력터빈, 가전제품, 설계소프트웨어 등 많은 제품들을 실용화한 바 있다. 유체기계관련 국내외 특허 30여개를 취득하였고 다수의 관련 저널논문을 발표한 바 있다. 또한 한국유체기계학회를 통해 KS 규격사업, 국가로드맵사업 등에 참여한 바 있으며, 현재는 스마트건설기계인력양성사업단장, 미세먼지연구센터장으로 연구개발을 이끌고 있다
목차CHAPTER 1 유체기계 알아보기
1.1 유체기계 정의 및 종류 2
1.2 단위 및 성능 변수 16
1.3 열역학적 변수 및 물성치 18
1.4 열역학 및 유체역학 19
1.5 효율의 정의 25
● 연습문제 32
CHAPTER 2 차원해석 및 유체기계성능
2.1 상사성 36
2.2 파이(?) 이론 38
2.3 비압축성 무차원 변수 및 성능 41
2.4 압축성 무차원 변수 및 성능 47
2.5 비속도(Specific Speed) 및 비직경(Specific Diameter) 53
2.6 코디어선도 (Cordier Diagram) 및 유체기계 선정 55
2.7 성능예측 및 상사성 한계 59
2.8 상사성 응용 시스템 설계 62
● 연습문제 71
CHAPTER 3 에너지전달 이론
3.1 에너지 전달 개념 76
3.2 회전유동 동력학 81
3.3 속도삼각형 83
3.4 확산손실 88
3.5 기초설계 91
3.6 실제 손실 및 와동 98● 연습문제 104
CHAPTER 4 이차원 익렬이론
4.1 익렬정의 108
4.2 항력과 양력 113
4.3 입사각 및 이탈각 119
● 연습문제 126
CHAPTER 5 평균유선법 설계
5.1 평균유선법 130
5.2 축류형 홴 설계 133
5.3 원심형 홴 및 펌프 설계 150
5.4 무차원 속도삼각형 164
5.5 축류형 압축기 및 터빈 설계 167
5.6 원심형 압축기 및 레이디얼 터빈 설계 183
● 연습문제 197
CHAPTER 6 개방형 유체기계
6.1 풍력터빈 일반 200
6.2 양력형 날개이론 및 날개 설계 207
6.3 항력형 날개 이론 및 날개설계 214
6.4 모빌리티 드론의 설계 222
CHAPTER 7 유체기계 소음
7.1 소음 정의 242
7.2 주파수 분석 247
7.3 홴소음 이론 및 실제 252
7.4 송풍기 소음원 256
7.5 풍력터빈소음 이론 및 실제 261
● 연습문제 264
● 참고문헌 265
APPENDIX
Appendix A 단위 환산 (B.G.에서 S.I.로 변환) 268
온도 환산 269
Appendix B 송풍기 날개 (Modeling) 270
Appendix C 풍력터빈 날개생성 FORTRAN 프로그램 및 형상생성 275
● 연습문제 정답 284
● 찾아보기 286
책속으로본서는 기본적인 유체역학과 열역학 학습기반을 가정하여 기술되었다. 제1장에는 유체기계의 학습에 필요한 유체역학 및 열역학 이론이 요약되어 있다. 제2장의 차원해석 및 유체기계성능의 고찰을 통해서는 비속도라는 무차원수에 따른 상사적 성능의 예측을 학습하게 된다. 제3장과 4장에서는 에너지전달이론과 이를 바탕으로 한 이차원 익렬의 설계를 고찰하며, 제5장에서는 평균유선법을 이용하여 다양한 비속도 범위의 홴, 펌프, 압축기, 터빈의 기초설계 방법을 학습한다. 제6장은 계속 중요해지는 개방형 유체기계인 풍력터빈 및 모빌리티 드론의 개념적 설계와 해당 유체기계의 기본적 특성을 다룬다. 제7장을 통해서는 유체기계소음에 대한 기본적인 지식을 습득할 수 있도록 기술하였다. 따라서 제1장부터 제5장까지는 유체기계설계의 기본적 소양에 해당하므로 한 학기 강의에 가능한 포함시키는것이 바람직하다. 예를 들어 제5.2절에는 엑셀을 이용한 유체기계 날개설계가 주어진다. |
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