Flask Teaching Tool

철강 침탄 공정
탄소 농도 구배 시뮬레이터

학생이 공정 온도, 시간, 목표 깊이와 목표 농도를 직접 바꾸면 서버가 즉시 확산계수와 농도 프로파일을 계산하고 그래프로 보여줍니다. 캡처 과제용으로도 바로 사용할 수 있도록 결과 카드와 그래프를 한 화면에 배치했습니다.

핵심 식:
D(T) = D0 exp(-Q / RT)
C(x,t) = Cs - (Cs - C0) erf[x / (2√(Dt))]
학생 과제용 활용 예시

1. 두 공정 온도를 비교해 목표 깊이 도달 시간 차이를 설명하게 한다.
2. 그래프와 결과 카드를 캡처해서 PDF 또는 LMS에 제출하게 한다.
3. 왜 온도 상승이 확산 속도를 크게 바꾸는지 아레니우스 식으로 해설하게 한다.

결과 요약

확산계수 D(T1)
5.141e-12
900°C 조건
확산계수 D(T2)
1.693e-11
1000°C 조건
2.00 mm 지점 농도
0.200 / 0.203
T1 / T2, 시각 4.0 h
목표 농도 도달 시간
81.66 h / 24.80 h
T1 / T2, 목표 농도 0.40 wt%

1000°C 조건이 900°C보다 확산이 빠르므로 2.00 mm 지점 농도가 더 빨리 상승합니다.

서버 계산 결과 그래프

침탄 공정 시뮬레이션 그래프

숙제 운영 아이디어

  1. 비교 조건 지정: 학생에게 온도 2개와 공정 시간 1개를 정해서 입력하게 합니다.
  2. 캡처 제출: 결과 카드와 그래프가 보이도록 화면을 캡처해 업로드하게 합니다.
  3. 서술형 질문: “왜 온도 상승이 목표 깊이 도달 시간을 크게 줄이는가?”를 설명하게 합니다.
  4. 심화 문제: D0 또는 Q를 바꾸면 어떤 물리적 의미가 있는지 추가로 묻게 할 수 있습니다.