선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 난분해성 케로틴 단백질이 주성분인 모발을 절단 분쇄하는 장치를 실험 하였다. 본 연구를 위하여 모발을 효과적으로 절단할 수 있는 절단 분쇄 장치를 설계하여 그 절단 성능을 실험하였다. 본 연구에서는 모발 절단 분쇄 장치의 절단 성능을 평가하기 위하여 Chandler’s method를 사용하여 비교적 간단한 무게 측정을 통해 평균 모발 길이를 크지 않은 오차 범위에서 구할 수 있음을 보였다.
- 본 연구에서는 난분해성 케로틴 단백질이 주성분인 모발을 절단 분쇄하는 장치를 실험 하였다. 본 연구를 위하여 모발을 효과적으로 절단할 수 있는 절단 분쇄 장치를 설계하여 그 절단 성능을 실험하였다.
- 본 연구에서는 모발과 같은 섬유 절단 분쇄장치에서 Chandler’s method를 사용하여 비교적 간단히 측정할 수 있는 무게 비를 통하여 다량의 절단된 모발의 평균 길이값을 얻을 수 있었으며, 또한 정의된 평균절단수를 분석하여 실험 장치의 최적 설계 조건과 최적 작동 시간을 확인할 수 있는 실험 방법을 제시하였다.
가설 설정
- 본 실험에 결과에서 모타 회전수를 분당 30~90을 설정하여 실험을 실시하였다. 이 회전 조건은 장치를 설치한 상태에서 드라이버와 같은 일반적인 회전 도구를 사람이 회전시키는 것을 가정하여 회전수를 설정하였다. 실험결과에서 보듯 모발을 절단 분쇄하는 본 장치가 일반적인 회전 범위에서 모발을 적절한 시간내에 절단 분쇄할 수 있음을 확인할 수 있었다.
제안 방법
- Chandler’s method에서는 실험에서 사용된 섬유의 단위 길이 당 질량이 일정하다는 가정에 의하여 식이 성립하는데 본 연구에서는 모발의 단위길이 당 질량을 단위길이 당 평균질량으로 설정하여 실험하였다.
- M3 장치는 실험을 위하여 각각의 상·하면에 칼날을 삽입한 실험 도구를 제작하여 실험하였다.
- M3 장치를 사용하여 밑면 칼날의 개수를 3개, 6개, 9개로 변화시키면서 장착하여 장치의 평균 절단수를 시간에 따라 구하였다. 실험에 사용된 회전 동력은 전동 모터를 사용하였으며 감속 기어를 사용하여 분당 회전수를 60으로 실험 하였다.
- 첫 번째로 사용된 방법은 흔히 사용되는 가정용 믹서나 손 믹서(도깨비 방망이)와 같은 회전 칼날을 사용하여 분쇄 능력을 실험하는 것이다. 두 번째로는 커피와 같은 알갱이를 분쇄하는 기구를 사용하여 같은 방법으로 분쇄 능력을 시험하였다. 또한 기존의 분쇄 기구 이외에 본 연구에서 적절한 분쇄 능력을 가진 물리적 장치를 새롭게 설계하여 모발을 분쇄하는 실험을 실시하였다.
- 두 번째로는 커피와 같은 알갱이를 분쇄하는 기구를 사용하여 같은 방법으로 분쇄 능력을 시험하였다. 또한 기존의 분쇄 기구 이외에 본 연구에서 적절한 분쇄 능력을 가진 물리적 장치를 새롭게 설계하여 모발을 분쇄하는 실험을 실시하였다.
- 새롭게 개발된 장치에 대하여 분쇄 장치의 칼날 구조 및 회전수 변화에 따른 절단 분쇄 성능을 평가하였다. 또한 섬유상을 절단 분쇄하는 장치의 성능평가를 위한 평균절단수를 도입하여 이를 바탕으로 섬유상 절단 분쇄 기기의 해석을 위한 유용한 해석 방법을 제시하였다.
- 본 연구에서는 모발 절단 분쇄 장치의 절단 성능을 평가하기 위하여 Chandler’s method를 사용하여 비교적 간단한 무게 측정을 통해 평균 모발 길이를 크지 않은 오차 범위에서 구할 수 있음을 보였다. 또한, 평균절단수를 정의하여 고안된 모발 절단 분쇄 장치의 성능을 평가하였다. 이러한 실험 결과로부터 주어진 실험 조건에서 최적의 구조와 최적의 작동시간을 구하는 기준을 제시할 수 있었다.
- 본 기구 실험을 토대로 M3 장치에 여러 개의 칼날을 구비한 상·하면을 설계하여 새로운 구조의 M3 절단 장치를 고안 하였다.
- 본 연구에서는 물리적인 여러 가지 고안을 통해 모발의 절단분쇄능력을 실험하였다. 모발이 주종인 오물을 물리적으로 분쇄하는 가장 최적의 기구를 개발하기 위하여 다음과 같이 몇 가지의 분쇄 형태를 실험하였다.
- 본 연구에서는 실험에 사용되는 절단 및 분쇄 장치에 대하여 평균 길이와 절단수를 사용하여 절단 능력을 비교하였다. 또한 설계된 실험 장치의 효율적 설계를 평가하는 중요한 실험값으로 이러한 절단수 Cn을 사용하여 평가하였다.
- 비교 실험을 위하여 상·하면 각각 하나의 칼날을 장착하여 실험하였으며 모든 실험에 동일한 회전 모터를 설치하여 비교 하였다.
- 이러한 모발을 분쇄하는 장치를 개발하기 위하여 여러 가지 형태의 분쇄 장치구에 대한 모발 절단 분쇄 능력을 실험하였으며, 실험을 바탕으로 모발을 효과적으로 절단 분쇄하는 장치를 개발하였다. 새롭게 개발된 장치에 대하여 분쇄 장치의 칼날 구조 및 회전수 변화에 따른 절단 분쇄 성능을 평가하였다. 또한 섬유상을 절단 분쇄하는 장치의 성능평가를 위한 평균절단수를 도입하여 이를 바탕으로 섬유상 절단 분쇄 기기의 해석을 위한 유용한 해석 방법을 제시하였다.
- 유트랩과 같은 환경을 고려하여 적당량의 물과 함께 모발을 투여한 후 일정 시간 절단 분쇄 동작을 실시한 후 실험 결과를 측정하였다. 실험에 사용되는 모발은 100 mm가 넘는 길이를 가진 것을 중간지점에 클립을 설치하여 약 50개 이상이 되도록 하여 모은 후 양 끝단을 절단하여 Lo = 100 mm 무게 비율 r = 0, Lo = k이 되도록 실험 시료를 준비하여 각각의 장치에 넣어 실험을 실시하였다. 절단 실험 후 절단 된 모발을 수거하여 모발의 중앙 부분에 클립을 설치하여 모발 개수가 30~̴50 정도 되도록 섬유 다발을 만든 후 가장 짧은 모발의 길이를 기록하고 이 보다 길이가 짧도록 k를 설정하여 양 끝을 절단하였다.
- 욕실의 유트랩 장치 속에 쌓이는 오물질인 케로틴 성분의 모발을 효과적으로 절단 분쇄하는 물리적 도구를 고안하기 위하여 다음과 같은 분쇄장치를 사용하여 분쇄실험을 실시하였다.
- 모터의 회전수는 일분당 60 회전으로 일정하게 유지하였다. 유트랩과 같은 환경을 고려하여 적당량의 물과 함께 모발을 투여한 후 일정 시간 절단 분쇄 동작을 실시한 후 실험 결과를 측정하였다. 실험에 사용되는 모발은 100 mm가 넘는 길이를 가진 것을 중간지점에 클립을 설치하여 약 50개 이상이 되도록 하여 모은 후 양 끝단을 절단하여 Lo = 100 mm 무게 비율 r = 0, Lo = k이 되도록 실험 시료를 준비하여 각각의 장치에 넣어 실험을 실시하였다.
- 고안된 M3 장치는 하수구를 통해 유입되는 악취를 물로 차단하는 구조를 갖춰야 한다. 이러한 기능을 갖도록 하기 위하여 원뿔 밑면 하단부에 도우넛 형태의 하단부를 절개한 표면과 같은 모양으로 물을 담을 수 있도록 외부 형태를 고안하였으며 이곳에 물이 고이도록 설계하였다. 이러한 절단 도우넛 형태의 구조에 물이 고여 하수구로 부터 발생하는 악취를 효과적으로 차단하면서도 모발이 이 유로나 원뿔 밑면에 걸릴 수 있도록 설계하였다.
- 이러한 모발을 분쇄하는 장치를 개발하기 위하여 여러 가지 형태의 분쇄 장치구에 대한 모발 절단 분쇄 능력을 실험하였으며, 실험을 바탕으로 모발을 효과적으로 절단 분쇄하는 장치를 개발하였다. 새롭게 개발된 장치에 대하여 분쇄 장치의 칼날 구조 및 회전수 변화에 따른 절단 분쇄 성능을 평가하였다.
- 이러한 기능을 갖도록 하기 위하여 원뿔 밑면 하단부에 도우넛 형태의 하단부를 절개한 표면과 같은 모양으로 물을 담을 수 있도록 외부 형태를 고안하였으며 이곳에 물이 고이도록 설계하였다. 이러한 절단 도우넛 형태의 구조에 물이 고여 하수구로 부터 발생하는 악취를 효과적으로 차단하면서도 모발이 이 유로나 원뿔 밑면에 걸릴 수 있도록 설계하였다. 또한 원뿔의 윗면에 회전체를 안치하였는데 이는 세면대 윗부분과 긴 회전축으로 연결되어 있어 간단한 도구를 통하여 회전시킬 수 있도록 고안되었다.
- 또한 원뿔의 윗면에 회전체를 안치하였는데 이는 세면대 윗부분과 긴 회전축으로 연결되어 있어 간단한 도구를 통하여 회전시킬 수 있도록 고안되었다. 전동드라이버나 전동드릴과 같은 장치를 통하여 간편하게 회전축과 회전체를 동시에 회전시켜 고정 칼날과 회전 칼날의 맞물림 운동을 통하여 모발을 효과적으로 절단할 수 있도록 고안하였다.
- 실험에 사용되는 모발은 100 mm가 넘는 길이를 가진 것을 중간지점에 클립을 설치하여 약 50개 이상이 되도록 하여 모은 후 양 끝단을 절단하여 Lo = 100 mm 무게 비율 r = 0, Lo = k이 되도록 실험 시료를 준비하여 각각의 장치에 넣어 실험을 실시하였다. 절단 실험 후 절단 된 모발을 수거하여 모발의 중앙 부분에 클립을 설치하여 모발 개수가 30~̴50 정도 되도록 섬유 다발을 만든 후 가장 짧은 모발의 길이를 기록하고 이 보다 길이가 짧도록 k를 설정하여 양 끝을 절단하였다. 이로부터 다시 Chandler’s method로 평균길이를 구하였다.
- 모발이 주종인 오물을 물리적으로 분쇄하는 가장 최적의 기구를 개발하기 위하여 다음과 같이 몇 가지의 분쇄 형태를 실험하였다. 첫 번째로 사용된 방법은 흔히 사용되는 가정용 믹서나 손 믹서(도깨비 방망이)와 같은 회전 칼날을 사용하여 분쇄 능력을 실험하는 것이다. 두 번째로는 커피와 같은 알갱이를 분쇄하는 기구를 사용하여 같은 방법으로 분쇄 능력을 시험하였다.
대상 데이터
- M1 장치는 가정에서 보편적으로 사용되는 손 믹서기에 사용되는 칼날을 사용하였으며 M2 장치는 원두커피 분쇄 장치와 같은 밀착 분쇄장치를 사용하였다. M3 장치는 실험을 위하여 각각의 상·하면에 칼날을 삽입한 실험 도구를 제작하여 실험하였다.
데이터처리
- 본 연구에서는 실험에 사용되는 절단 및 분쇄 장치에 대하여 평균 길이와 절단수를 사용하여 절단 능력을 비교하였다. 또한 설계된 실험 장치의 효율적 설계를 평가하는 중요한 실험값으로 이러한 절단수 Cn을 사용하여 평가하였다. 이 절단수는 전체적인 모발이 절단된 총 개수의 값이므로 이를 절단 전 모발의 개수 no 나누면 평균 절단수로 각각의 절단 전 모발이 평균적으로 몇 번 절단되었는지를 나타내는 평균절단수 #값을 구할 수 있다.
- 실험에 사용된 모발의 평균길이 당 무게는 시료 다발을 만들어 평균값을 구하여 사용하였으며 예비 실험을 통하여 Chandler’s method가 평균선질량을 사용하여 통계적 오차가 약 8% 미만의 값에서 적용할 수 있음을 Table 1과 같이 확인하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 모발 절단 분쇄 장치의 절단 성능을 평가하기 위하여 Chandler’s method를 사용하여 비교적 간단한 무게 측정을 통해 평균 모발 길이를 크지 않은 오차 범위에서 구할 수 있음을 보였다.
- 이로부터 다시 Chandler’s method로 평균길이를 구하였다.
- 이를 위하여 절단 섬유의 길이를 무게를 통해 측정하는 방법이15)(Chandler’s method) 사용되었다.
성능/효과
- 위와 같은 실험 결과를 바탕으로 케로틴 단백질로 구성된 모발은 기존의 회전 분쇄장치나 마찰 분쇄 장치에서 절단 분쇄하기 힘든 것으로 판단되었다. 따라서 모발을 절단하기 용이한 구조는 칼날과 칼날이 맞물리는 구조가 되어야 모발을 절단할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 기구 실험을 토대로 M3 장치에 여러 개의 칼날을 구비한 상·하면을 설계하여 새로운 구조의 M3 절단 장치를 고안 하였다.
- 이는 본 실험 장치가 주어진 실험 조건에서 1분 이내의 작동 시간동안 거의 대부분의 모발이 절단됨을 알 수 있었으며, 이러한 실험결과를 통하여 주어진 회전 조건에서 본 실험 장치의 적절한 작동시간을 구할 수 있었다. 따라서 본 실험에서 고안된 모발 절단분쇄장치의 성능을 평균절단수 값을 사용하여 분석함으로써 주어진 실험 조건에서 가동 적절 시간과 최적의 칼날 개수 구조를 실험적으로 도출할 수 있었다.
- 이러한 실험 방법과 결과는 섬유형태 물질의 절단 분쇄가 필요한 다른 장치에서도 설계와 분석에 사용할 수 있는 하나의 좋은 예시가 될 것이다. 또한 본 연구에서 고안된 절단 분쇄 장치가 실험을 통하여 사람이 가할 수 있는 일반적인 회전을 통하여 적절한 시간내에 효과적으로 모발을 절단 분쇄하는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 장치를 일반 가정에 설치하여 보급함으로써, 난분해성 모발을 화학적으로 분해하는 기존의 환경오염물질의 사용을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것이며 최근 심각해지고 있는 하수구에 의한 수질환경 오염 방지에도 도움이 될 것이다.
- 본 연구에서 고안된 M3 섬유 절단 분쇄 장치가 효과적으로 섬유를 절단 할 수 있다는 것을 실험을 통하여 알 수 있었으며, 이러한 장치는 가정용 세면대와 같은 구조에 간편하게 설치하여 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 고안된 장치가 전동 드라이버와 같은 간단한 회전 장치를 사용하여 가정에서 발생되는 하수구 오염물질을 적절한 시간내에 효과적으로 절단 분쇄 할 수 있다는 것을 실험적 결과로 확인하였다.
- 본 연구에서 고안된 M3 섬유 절단 분쇄 장치가 효과적으로 섬유를 절단 할 수 있다는 것을 실험을 통하여 알 수 있었으며, 이러한 장치는 가정용 세면대와 같은 구조에 간편하게 설치하여 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 고안된 장치가 전동 드라이버와 같은 간단한 회전 장치를 사용하여 가정에서 발생되는 하수구 오염물질을 적절한 시간내에 효과적으로 절단 분쇄 할 수 있다는 것을 실험적 결과로 확인하였다. 이러한 장치를 보급함으로써 화학적 분해 물질의 사용을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 2의 결과에서 M1과 M2 경우 시간이 흘러도 평균길이의 비 L/Lo 값이 변하지 않고 거의 1의 값을 보이고 있다. 실험 후 장치를 살펴보면 M1의 경우 모발이 축에 감기어 회전을 계속 하더라도 절단되지 않음을 확인하였다. 물의 회전과 함께 회전하면서 모발이 축에 감기는 것으로 확인되었으며 축에 감긴 후에는 절단되지 않는 것으로 판단되었다.
- 이 회전 조건은 장치를 설치한 상태에서 드라이버와 같은 일반적인 회전 도구를 사람이 회전시키는 것을 가정하여 회전수를 설정하였다. 실험결과에서 보듯 모발을 절단 분쇄하는 본 장치가 일반적인 회전 범위에서 모발을 적절한 시간내에 절단 분쇄할 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 5에서는 칼날의 개수가 6인 경우에 회전 모터의 회전수 변화에 따른 평균절단수를 시간에 따라 구하였다. 실험결과에서 회전수가 증가함에 따라 같은 비교시간에서 평균 절단수가 증가하는 것을 알 수 있었으며 주어진 실험 시간에서 평균절단수의 최대값도 회전수가 증가함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험에 결과에서 모타 회전수를 분당 30~90을 설정하여 실험을 실시하였다.
- 회전 물체와 지지판의 간격을 밀착하여도 모발은 분쇄되기 힘든 것으로 판단되었다. 위와 같은 실험 결과를 바탕으로 케로틴 단백질로 구성된 모발은 기존의 회전 분쇄장치나 마찰 분쇄 장치에서 절단 분쇄하기 힘든 것으로 판단되었다. 따라서 모발을 절단하기 용이한 구조는 칼날과 칼날이 맞물리는 구조가 되어야 모발을 절단할 수 있다는 것을 확인하였다.
- 실험에 사용된 회전 동력은 전동 모터를 사용하였으며 감속 기어를 사용하여 분당 회전수를 60으로 실험 하였다. 위와 같은 실험 조건에서 Fig. 4의 결과에서 보듯 절단수는 칼날의 개수를 증가할수록 큰 값을 가짐을 알 수 있었다. 모발의 효율적 절단을 위하여 칼날의 개수를 3개 이상하여야 함을 결과로 알 수 있었다.
- 또한, 칼날의 개수가 6인 경우 시간이 1분을 경과한 이후는 평균절단수의 변화가 크게 없는 것으로 나타났다. 이는 본 실험 장치가 주어진 실험 조건에서 1분 이내의 작동 시간동안 거의 대부분의 모발이 절단됨을 알 수 있었으며, 이러한 실험결과를 통하여 주어진 회전 조건에서 본 실험 장치의 적절한 작동시간을 구할 수 있었다. 따라서 본 실험에서 고안된 모발 절단분쇄장치의 성능을 평균절단수 값을 사용하여 분석함으로써 주어진 실험 조건에서 가동 적절 시간과 최적의 칼날 개수 구조를 실험적으로 도출할 수 있었다.
- 또한, 평균절단수를 정의하여 고안된 모발 절단 분쇄 장치의 성능을 평가하였다. 이러한 실험 결과로부터 주어진 실험 조건에서 최적의 구조와 최적의 작동시간을 구하는 기준을 제시할 수 있었다. 이러한 실험 방법과 결과는 섬유형태 물질의 절단 분쇄가 필요한 다른 장치에서도 설계와 분석에 사용할 수 있는 하나의 좋은 예시가 될 것이다.
- 그러나 칼날의 6인 경우와 9의 경우 절단수가 큰 차이를 보이지 않으므로 칼날은 6개 이하로 사용하여도 절단 성능에 큰 문제가 없을 것으로 짐작할 수 있다. 주어진 구조에서 칼날을 9개 설치하는 것은 설계나 구조에 많은 복잡함이 동반되기 때문에 실험결과에 따라 6개 정도의 칼날이 적당한 절단 성능을 얻으면서도 비교적 간단한 장치를 제조할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 칼날의 개수가 6인 경우 시간이 1분을 경과한 이후는 평균절단수의 변화가 크게 없는 것으로 나타났다.
후속연구
- 12~14) 그러나 이들 장치는 그 원리를 가정용으로 적용하기는 한계가 있으며 절단 이외에 하수구 악취를 차단하는 기능도 갖추어야 한다. 따라서 욕실에서 발생되는 케라틴이 대부분인 오물을 물리적으로 절단 분쇄하명서도 유트랩 기능을 갖는 장치 개발하는 것이 매우 필요할 것으로 판단하였다. 이를 통하여 환경오염을 유발하는 화학적 분해 제품의 사용을 획기적으로 줄이게 됨으로써 화학제품에 의한 하수 오염을 줄이는 중요한 효과를 거둘 수 있을 것이다.
- 또한 본 연구에서 고안된 절단 분쇄 장치가 실험을 통하여 사람이 가할 수 있는 일반적인 회전을 통하여 적절한 시간내에 효과적으로 모발을 절단 분쇄하는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 장치를 일반 가정에 설치하여 보급함으로써, 난분해성 모발을 화학적으로 분해하는 기존의 환경오염물질의 사용을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것이며 최근 심각해지고 있는 하수구에 의한 수질환경 오염 방지에도 도움이 될 것이다.
- 이러한 장치를 보급함으로써 화학적 분해 물질의 사용을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 이는 최근 심각해지고 있는 하수구 유해물질의 과다 사용을 감소시켜 환경오염을 막는 유용하면서도 편리한 장치가 될 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 모발과 같은 섬유 절단 분쇄장치에서 Chandler’s method를 사용하여 비교적 간단히 측정할 수 있는 무게 비를 통하여 다량의 절단된 모발의 평균 길이값을 얻을 수 있었으며, 또한 정의된 평균절단수를 분석하여 실험 장치의 최적 설계 조건과 최적 작동 시간을 확인할 수 있는 실험 방법을 제시하였다. 이러한 본 연구의 결과는 기계적으로 섬유상 물질을 절단 분쇄하는 다른 장치에도 적용할 수 있는 실험 기준을 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 이러한 실험 방법과 평균절단수 분석 결과는 섬유 절단 및 분쇄의 작동이 일어나는 모든 장치에서 설계기준을 제시할 수 있는 실험적 방법으로서 하나의 좋은 예시가 될 수 있을 것이다.
- 이러한 실험 결과로부터 주어진 실험 조건에서 최적의 구조와 최적의 작동시간을 구하는 기준을 제시할 수 있었다. 이러한 실험 방법과 결과는 섬유형태 물질의 절단 분쇄가 필요한 다른 장치에서도 설계와 분석에 사용할 수 있는 하나의 좋은 예시가 될 것이다. 또한 본 연구에서 고안된 절단 분쇄 장치가 실험을 통하여 사람이 가할 수 있는 일반적인 회전을 통하여 적절한 시간내에 효과적으로 모발을 절단 분쇄하는 것을 확인 할 수 있었다.
- 이러한 본 연구의 결과는 기계적으로 섬유상 물질을 절단 분쇄하는 다른 장치에도 적용할 수 있는 실험 기준을 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 이러한 실험 방법과 평균절단수 분석 결과는 섬유 절단 및 분쇄의 작동이 일어나는 모든 장치에서 설계기준을 제시할 수 있는 실험적 방법으로서 하나의 좋은 예시가 될 수 있을 것이다.
- 따라서 욕실에서 발생되는 케라틴이 대부분인 오물을 물리적으로 절단 분쇄하명서도 유트랩 기능을 갖는 장치 개발하는 것이 매우 필요할 것으로 판단하였다. 이를 통하여 환경오염을 유발하는 화학적 분해 제품의 사용을 획기적으로 줄이게 됨으로써 화학제품에 의한 하수 오염을 줄이는 중요한 효과를 거둘 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.