국산밀의 방습평형함수율 모델의 비교 검증

신동관 ( D. G. Shin ),김태석 ( T. S. Kim ),김훈 ( H. Kim ),이승기 ( S. K. Lee ),김웅 ( W. Kim ),김락우 ( R. W. Kim ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

일반적으로 밀의 건감율은 벼에 비해 약간 낮은 것으로 알려져 있으나, 국내산 밀의 건조저장시설 설계에 사용할 수 있는 수준의 유용할만한 건조실험 결과보고는 찾아보기 어려운 실정으로서 주요 원인은 밀은 송풍량, 순환속도, 건조기의 제원, 건조공기 및 외기 조건, 물리적특성 등 건조인자에 따라 건조특성이 크게 달라지므로 이러한 건조인자를 모두 고려하여 실험으로 건조특성을 구명하기 어렵다. 건조인자 중 평형함수율은 일정한 조건의 온도 및 상대습도에 장시간 노출될 경우 내부의 수증기압과 주위 공기의 수증기 분압이 평형을 이루게 되어 일정한 함수율에 도달하게 되는데 이때를 평형함수율(Equilibrium Moisture Content, EMC)이라 하며 건조과정 중 수분을 방출하면서 평형 유지할 경우를 방습평형함수율이라 한다. 평형함수율 측정방법에는 온·습도 조성 방법에 따라 동적방법과 정적방법이 있으며 동적 측정방법은 기계적으로 유동시킨 공기 중에 곡물을 노출시켜 평형함수율에 이르게 하여 측정하고 정적 측정방법은 정지된 공기 중에 곡물을 노출시켜 평형상태에 이르게 하는 방법이다. 동적 측정방법은 측정시간이 짧으나 정온·정습의 공기 발생과정이 복잡하고 정적 측정방법은 측정시간이 긴 단점이 있으나 장치가 비교적 간단하다. 따라서 본 연구는 국산밀의 건조에 필요한 방습평형함수율 모델을 정적 측정방법을 이용하여 측정하고 기존 사용되고 있는 모델과 비교하기 위해 수행되었다. 포화염용액은 일정 온도 유지가 가능한 항온기(한국종합기기제작소, HK-BI025, Korea)속에 증류수와 염류를 혼합하여 완전히 포화시켰다. 항온기의 온도는 열전대(T-TYPE, OMEGA, USA)를 설치하고 자료 수집장치(Saveris 2, TESTO, Germany)로 측정하였다. 건조온도 30, 40 및 50℃의 3수준의 온도별 8종류의 염류를 포화시켜 데시케이터 내부의 상대습도(11.0~83.6%)를 유지하여 측정하였다. 상대습도와 온도가 일정하게 유지되는 데시케이터내의 공간에 시료 10g을 담은 시료 접시를 배치하고, 실험 시작 후 2~3일 간격으로 ±0.001g의 전자저울(R420P, Sartorius, Germany)을 이용하여 무게를 측정하였다. 시료의 무게 변화가 2주간 연속해서 0.002g이하의 변화를 보일 때를 평형함수율에 도달한 것으로 간주하였다. 시료의 함수율은 10g-109℃-19h(ASABE standard, 2016) 건조법으로 측정하였다. 평형함수율 측정 후 이용하여 ASABE standard(2016) 밀의 평형함수율인 Modified Chung-Pfost equation과 비교검증한 결과 R2는 0.848 및 RMSE는 1.59 %,d.b.로 낮은 값을 나타내었다. 국산밀의 건조 인자 사용할 경우 국산밀 평형함수율 모델 개발이 필요한 것으로 나타났다.

국산 밀 건조 시뮬레이션 검증

신동관 ( D. G. Shin ),김태석 ( T. S. Kim ),김훈 ( H. Kim ),이승기 ( S. K. Lee ),김웅 ( W. Kim ),김락우 ( R. W. Kim ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

국내 밀 건조는 일반적인 건조방법인 순환식 횡류형 곡물건조기를 이용하고 있으나 국내에서는 건조기에 사용할 수 있는 수준의 유용할 만한 건조실험 결과는 전무한 실정이다. 따라서, 밀의 순환식 횡류형 건조시뮬레이션 프로그램을 개발하고 검증하여 건조성능인자가 건조에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수행되었다. 건조 모델을 이용하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였으며, 밀 건조실험을 통해 개발된 시뮬레이션을 검증하고, 시뮬레이션 방법을 이용하여 건조온도 변화, 송풍량 변화 및 곡물 유하속도 변화를 통해 건조 성능인자에 미치는 영향을 분석하였다. 실험에 사용한 밀은 2022년 6월 전남에서 수확한 금강 품종으로 건조기의 외형 및 건조조건을 확인하기 위하여 실험을 시행하였으며, 건조부의 크기는 1.35×1.35×0.11(H×L×W)이고, 곡물 유하속도는 1,340kg/h로 측정되었고, 송풍량은 54CMM으로 측정하여 입력값으로 사용하였다. 목표 열풍온도 50및 55℃ 2수준으로 하였으며, 건조시작 후 50℃는 90분 간격, 55℃는 60분 간격으로 버킷엘리베이터 하단에서 일정량의 시료를 채취하여 함수율 및 품질을 측정하였으며, 함수율의 경시적 변화는 단립수분계(PQ-510 ,KETT, JAPAN)을 이용하여 100립씩 3회 반복 측정하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 건조온도 50, 55℃, 곡물 유하속도는 1,340kg/h 및 송풍량은 54CMM을 건조조건으로 이용할 경우 건조 소요시간은 각 540분 및 360분이 소요되었으며 건조속도는 0.74%/h로 건조온도가 높을수록 건조속도는 높게 나타났으며, 밀의 건조속도는 벼에 비해 약간 낮은 것으로 알려져 있는 것과 동일하게 건조속도가 낮게 나타났다. 또한 품질 측정을 위한 발아율 측정은 초기 발아율은 98.0%였으며, 건조온도 49.6℃에서는 발아 감소율은 2.0%로 최종 발아율을 98.0% 나타났고, 건조온도 56.1℃의 발아 감소율은 5.0%로 최종 발아율은 95.0%로 국산 밀 건조 시뮬레이션과 비교 검증하였다.

이탈리안라이그라스 종자의 물리적 특성 연구

신동관 ( D. G. Shin ),김태석 ( T. S. Kim ),김훈 ( H. Kim ),이승기 ( S. K. Lee ),김웅 ( W. Kim ),김락우 ( R. W. Kim ),한재웅 ( J. W. Han ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

이탈리안라이그라스(IRG, Italian Ryegrass)는 국내에서 조사료로 사용되고 있으며 재배면적의 감소와 수입의 의존도가 높아지고 있다. IRG는 전국에서 수확이 가능하며 기후변화와 내습성이 우수하여 쌀과 이모작 재배가 가능하여 재배효율을 낼 수 있는 조사료이다. 그러나 기후변화로 인하여 IRG수확시기는 벼 이앙시기와 겹쳐 조기에 수확되고 있으며 고수분종자일떄 적절한 공정이 시행되지 못할 경우 품질의 저하나 종자로써 사용이 불가능하다. 또한 국내에서 생산된 IRG종자 건조시스템에 대한 연구자료는 전무하며 기존 곡물건조기를 사용할 경우 건조속도 저하와 주요인자의 부재로 인한 기계화설계에 어려움이 발생하고 있다. 따라서 수확 후 공정설계의 주요인자를 구명하고 함수율에 따른 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 시료의 함수율은 7수준으로 건조하였으며, 초기 시료인 함수율 34.0%, w.b.의 경우 유동이 없어 물리적 특성 실험에서 제외하였다. 기하학적 특성의 측정값은 길이 평균 5.25 mm 및 두께 평균 1.20 mm으로 나타났고 표면적 평균 4.80 mm2 및 둘레 11.34 mm로 나타났으며, 원형비 평균 0.47 및 각형비 평균 0.76으로 각형에 더 가까운 것으로 나타났다. 함수율이 높을수록 면적과 둘레는 증가하였으나, 장축길이, 단축길이, 원형비, 각형비는 함수율 변화에는 무관하였다. 산물밀도의 측정값은 평균 산물밀도는 180.78 kg/m3이며, 함수율이 감소할수록 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 천립중은 평균은 2.57 g으로 이탈리안라이그라스의 낟알의 무게는 평균 약 0.002 ~ 0.003 g로 나타났으며 천립중은 함수율이 감소할수록 천립중도 감소하는 것으로 나타났다. 산물밀도와 천립중은 함수율 변화에 따라 변화하는 인자이며 이를 예측하기 위하여 예측모델을 개발하였고 1차원으로 표현하였다. 산물밀도의 예측모델의 경우 결정계수(R2)는 0.90이고 상수는 50.7723 및 170.1052로 나타났으며, 천립중의 예측모델의 경우 결정계수(R2)는 0.99이며 상수는 2.1946 및 1.5683으로 나타났다.

유압 피스톤 모터의 오리피스 변화에 따른 정압베어링의 특성에 관한 연구

김광민(K. M. Kim),이용범(Y. B. Lee),김태석(T. S. Kim) 유공압건설기계학회 2010 드라이브·컨트롤 Vol.7 No.3

In the case of hydraulic piston motor, hydrostatic bearing is designed to be adapted the hydrostatic bearing for the relative lubrication in the structural design. It"s available to make it highly efficient and that"s why it"s widely used. The thing which largely influence the high pressure, the high efficiency, and the life is the hydrostatic bearing between a shoe and a swash plate. In this study, with the most general "hydrostatic bearing shoe" that has one recess as the subject of this research, I designed and made the 4 kind of piston shoe that have different orifice diameter each other, and studied the features of the hydrostatic bearing by observing the change of the leakage flow rate, the torque and the volumetric efficiency through experiments on the changes of the pressure & the speed of the revolution. As a result, the bigger diameter of the orifice, the less torque. And with an increase of the orifice diameter under the high pressure, the leakage flow rate decreased remarkably. Also it was observed the leakage flow rate increased linearly according to the increase of the supply pressure.

오일 냉각기의 형상변화를 통한 성능분석

이용범(Y. B. Lee),김광민(K. M. Kim),김태석(T. S. Kim),한승호(S. H. Han) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.5

A shell and tube type oil cooler for the construction equipment has been widely used due to its superior characteristics of heat exchange. Now a day, the geometry of the tube equipped in the shell is changed to the spiral form in order to maintain a wide effective electric heating surface. An optimal design taking into account of size and quantity of the tubes is also carried out for better performance of the oil cooler. In this study, the oil cooler with various geometries was manufactured, and the characteristics of the heat exchange were investigated by the experimental performance test.

산업발전소용 코일 타입 열교환기의 특성 연구

고재명(J. M. Ko),이용범(Y. B. Lee),한성건(S. K. HAN),김태석(T. S. Kim) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.11

In this research, the coiled type tube oil cooler employing in industry fields is composed of a steel shell and a coiled tube unit. The coil unit consists of 4 layers of concentric spirally coiled tubes. Each coil layer is fabricated by bending a straight copper tube into a spiral-coil of two turns. Oil and water are employed as testing fluids. The cold water entering the outermost turn flows along the spirally coiled tube, and flows out at the innermost turn. The hot oil enters the cooler at the side of the shell and flows radially across spiral tubes to the periphery. In this study, the heat transfer characteristics and the performance of a coiled tube oil cooler under cooling conditions are investigated. A mathematical model based upon the heat transfer equation is employed and calculated by using the numerical method to understand the cooler characteristics. The effects of various inlet conditions of working fluids flowing through the coiled type tube oil cooler are discussed.

발전소용 스팀제어밸브와 유압서보액추에이터의 고장원인분석 및 개선에 관한 연구

이용범(Y. B. Lee),이기천(G. C. Lee),박종원(J. W. Park),김태석(T. S. KIM),이종직(J. J. LEE),양종대(J. D. Yang) 유공압건설기계학회 2019 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.6

In nuclear and thermal power plants, turbine output control, a special steam valve that is opened with a hydraulic servo actuator and closed with a large steel spring, is used in high pressure and low pressure steam turbines. This steam control valve should supply an adequate amount of steam during normal power generation operation, but should protect the turbine rotating at high speed (Nuclear power plant 1800 rpm, thermal power plant 3600 rpm) by cutting off the steam supply quickly when an error occurs in the power generation system. This study analyzes the failure of the steam valve in the turbine output control system and the failure of the hydraulic servo actuator that operates the steam valve, and summarizes the results of the improvement.

유압 굴삭기용 위치제어 실린더

이용범(Y. B. Lee),고재명(J. M. Ko),김태석(T. S. Kim) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.11

The operation in excavators is somewhat lonely and helplessness due to the repeated working in a narrow space during a long time and operator is easily exposed to the poor circumstances as high noise, vibration, high/low temperature and dust. So it is getting harder to find out the operator of the machine. Moreover, operating fee of excavators is getting higher because of high oil (fuel and hydraulic fluid) price. Therefore, to improve the working circumstances and excavating efficiency, it is necessary to develop a remote control and automatic function of excavating operation. In order to develop a position detecting cylinder using for its automation, we installed a permanent magnet at regular intervals with switching N and S pole on the part of load surface of a hydraulic cylinder and obtained high output rate by detection of a hall sensor. From this, we solved problems like a weak magnetism level which is generated when we controlled a position of the cylinder and noise problem by increasing the amplification rate of magnetic sensor. At last, we developed a reliable position detecting technology of hydraulic cylinder for excavators.

굴삭기 주행모터의 내구성시험 제어 알고리즘에 관한 연구

이종직(J.J. Lee),이용범(Y.B. Lee),김태석(T.S. Kim) 한국생산제조학회 2013 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2013 No.10

유압 굴삭기용 위치제어 실린더개발

이용범(Y. B. Lee),고재명(J. M. Ko),김태석(T. S. Kim) 대한기계학회 2007 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2007 No.10

The intelligent(automation and manless) hydraulic excavator can be realized when the position sensor is equipped within hydraulic cylinder. But, during the time, the installation of position sensor was impossible because cylinder used the cushion at both ends and the broken problem of sensor is arisen under working when it is installed outside of hydraulic cylinder. In order to these problems, we developed high-reliable hydraulic cylinder using a new position detecting technology. As it were, firstly, seat type permanent magnets are installed on the partial load surface of hydraulic cylinder and outer wall is made by use of non magnetic stainless tube, and then the hall sensor detects the rod position of hydraulic cylinder. This technology improved the weak magnetic slope problem arisen when position control is performed, and also solved the electromagnetic noise problem according to increasing of amplification rate of magnetic sensor.