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- 저자 : 최락준 ( Rak Jun Choi ) (검색결과 3 건)
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복합형 분수호스 개발을 위한 4각형 18° 지그의 성능 평가
김진현 ( Jin-hyun Kim ),김설하 ( Seol Ha Kim ),최락준 ( Rak Jun Choi ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk Ho Eum ),김태욱 ( Tae Wook Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
딸기, 토마토, 오이, 파프리카 등을 정식한 이후 수분을 공급하는 장치로는 분수호스와 점적 테이프를 많이 사용하고 있다. 분수호스는 수분을 폭넓고 멀리 날리는 특징을 가지므로 원거리 살포용으로 적합하다. 반면에 점적 테이프는 성장기 이후에 관수를 집중적으로 할 경우에 주로 사용하므로 작물의 뿌리에 직접 직하하는 장치이다. 이와 같이 한 종류의 채소를 재배하는데 사용되는 관수기가 2종이므로 설치비용뿐만 아니라 노동력과 물도 크게 소비되는 실정이다. 무엇보다 분수호스는 사용기간이 너무 짧아 한 작기가 끝나면 모두 폐기해야 하므로 년간 생산되는 5,000톤의 소재가 모두 폐기 된다. 또한 점적 테이프는 년간 4,000톤이 생산되고, 년간 폐기되는 량은 약 2,000톤으로 추정된다. 따라서 이 두 종류의 관수기가 년간 7,000톤이나 폐기되고 있다. 여기서 폐기되는 자재를 생산하는데만 년간 12.16백만 kWh가 소요되고, CO<sub>2</sub> 6,070톤이 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 관수기의 폐기량을 줄이고, 이를 생산하는데 소요되는 전기에너지 및 CO<sub>2</sub> 발생을 줄이기 위해 분수호스와 점적 테이프의 기능을 복합한 새로운 형태의 분수호스를 개발하고자 한다. 이와 같은 복합형 분수호스의 기능은 낮은 공급압력에서는 점적 테이프와 같이 직하 점적을 하고, 높은 공급압력에서는 분수호스의 기능을 달성해야 가능하므로 호스의 내부에 독특한 유로를 형성하는 Dripper를 설계하여 부착해야 한다. 복합형 분수호스의 구조는 내부에 부착되는 Dripper의 설계가 중요하며, 호스 내부에 두 개의 유로에서 분사되는 물을 충돌시켜 확산하는 방법을 적용하고자 한다. 두 개의 유로에는 경사를 이루는 고각, 유로의 단면적 및 유로의 충돌율이 공급압력에 따라 분사형태가 조절되어야 한다. 본 연구에서는 금형으로 제품을 제작하기 전에 지그에 의해 분사형태를 분석하였다. 분사구의 단면적을 사각으로 하고 경사각을 18°로 제작한 사각 지그를 통해 중첩율과 공급압력에 따른 최대거리를 찾고자 수행하였다.
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복합형 분수호스 개발을 위한 원형 45° 지그의 성능 평가
김진현 ( Jin-hyun Kim ),김설하 ( Seol Ha Kim ),최락준 ( Rak Jun Choi ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk Ho Eum ),김태욱 ( Tae Wook Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
농업용수는 년간 약 152억톤이 소요되고 이 중 가용용수량은 41%로 추정하고 있다. 그러나 최근 기후변화에 따른 가뭄이 불규칙하게 발생함에 따라 가뭄빈도가 최근 15년 사이 86% 증가하고, 따라서 피해면적도 점차 증가하고 있다. 뿐만 아니라 강수량에 비해 증발산량이 더 큰 경우에는 소규모 밭작물의 가뭄피해는 더욱 심해진다. 그러나 밭작물 재배에서 용수를 절감할 수 있는 기술은 시급성에 비해 속도는 상대적으로 매우 느린편이다. 본 연구에서는 밭작물 재배에서 가장 많이 사용되고 있는 분수호스와 점적 테이프의 두 기능을 합친 한 개의 복합형 분수 호스를 개발하고자 한다. 분수 호스는 오이, 딸기, 토마토, 파프리카 등의 채소류에 정식 후, 직접 수분을 공급하는 용도로 사용하며, 특징은 원거리에 살포하는 기능을 가지고 있다. 반면에 점적 테이프는 성장기 및 수확기에 뿌리 부근에 집중적으로 관수를 하는 장치이므로 직하점적을 기본으로 하고 있다. 한 개의 묘종을 재배하는데 2가지의 관수기를 사용하므로 노동력과 설치비용뿐만 아니라 용수의 사용에서도 낭비적인 요소가 매우 크다. 본 연구에서는 분수 호스와 점적테이프의 주기능인원거리와 근거리 살수할 수 있는 복합형 분수호스를 개발하고자 한다. 그러나 분수의 거리를 조정할 수 있는 변수는 공급압력으로만 조절해야 하므로 공급압력 조절로 원거리와 근거리를 모두 충족할 수 있는 핵심장치인 Dripper가 개발되어야 가능한 기술로 생각된다. 세부적인 방법으로는 호스의 내부에 2개의 유로를 가진 유체를 서로 충돌시켜 유체의 입자와 거리 및 유량을 조절하는 Dripper를 1차적으로 개발함에 있다. 이에 기초적인 연구로 수행한 방법은 2개의 원형 유로로부터 중첩율과 고각 및 압력의 변화에 따른 최대거리를 측정하고 그 결과를 통하여 복합형 분수호스의 개발 가능성을 찾고자 수행하였다. 본 연구에서는 45° 원형지그를 통해 중첩율과 공급압력에 따른 최대거리를 찾고자 하였고, 또한 유로가 원형일 경우 Dripper로 적절한지에 대한 평가를 수행하고자 하였다.
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김진현 ( Jin-hyun Kim ),김설하 ( Seol Ha Kim ),최락준 ( Rak Jun Choi ),이황규 ( Hwang Gyu Lee ),엄덕호 ( Duk Ho Eum ),김태욱 ( Tae Wook Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
분수호스는 채소 작물의 재배에 가장 많이 사용되고 있는 관수기로써 년간 약 5,000톤이 생산되고 있다. 뿐만 아니라 사용기간이 약 6개월로 짧기 때문에 전량 폐기되고 있는 실정이다. 이것은 최근 이산화탄소 과다 배출로 인한 기후변화의 영향을 미치는 현상과 무관하지 않다. 탄소중립 · 녹색성장 기본법(`22.3월 시행)의 추진전략에는 혁신적인 기술개발을 통한 “ICT활용 에너지 효율 최적화 추진”을 강조하고 있어 자재를 생산하는 전기에너지의 절감과 수자원의 절감기술은 시기적으로도 매우 필요한 연구로 생각된다. 특히 2030년 NDC(온실가스 감축)과 2050년까지 탄소중립 목표를 실현하기 위한 실질적인 기술의 개발에도 적용이 가능하다. 무엇보다 우리나라의 농축산 분야 온실가스 배출량은 2,220만톤(2018년 기준)으로 전체의 3%에 해당한다. 그러나 지난 10년간 농업부분에서 감축한 온실가스는 1%도 못미치므로 남은 2030년까지 감축해야 할 목표인 585만 8000톤 CO2eq에는 크게 모자란 실정이다. 따라서 지금의 분수호스를 생산하는데 소요되는 전기에너지를 줄이거나 수명을 늘리기 위한 기술의 개발이 필요하다. 또한 전량 폐기되는 분수호스의 폐기물량을 줄임과 동시에 유량의 균등성 확보를 통한 수자원의 절감도 동시에 이루어야 하는 어려움이 있다. 우리나라에서 사용되는 농업용수는 년간 약 152억톤이 소요되는 것으로 추정하며 이 중 가용용수량은 41%로 보고 있다. 그러나 최근 기후변화로 인한 가뭄의 빈도를 고려하면 최근 15년 사이 86%나 증가하였다. 이러한 기후변화는 소규모 밭작물에 더 큰 피해를 주고 있다. 본 연구에서는 현재 우리나라에서 사용되고 있는 분수호스가 유량을 적절하고 균등 살포하는지에 대한 의문을 가지고 이에 대한 검증을 하고자 수행하였다. 실제로 분수호스는 관수기에서 용수를 가장 많이 낭비하는 장치로 알려져 있다. 따라서 우리나라 분수호스 중 대표적인 제품을 대상으로 1) 유량을 균등하게 살포하는지, 2) 분수호스의 설계상의 문제점이 무엇인지 그리고 개선사항 등을 제안하고자 하였다.
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