3,070 kJ kg-1의 비엔탈피 값을 가진 300 °C, 300 k… | [7급 국가직 화공열역학] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 화공열역학] 23년 1회차

3,070 kJ kg^-1의 비엔탈피 값을 가진 300 °C, 300 kPa의 과열증기가 단열 압축기를 통해 600 kPa로 압축된다. 가역단열 압축 시 600 kPa의 과열증기의 비엔탈피 값은 3,270 kJ kg^-1이다. 압축기의 효율이 80 %라면, 압축기 출구에서 과열증기의 비엔탈피[kJ kg^-1] 값은? (단, 정상상태 흐름 공정이고, 증기의 운동에너지와 위치에너지 변화는 무시한다)

3,110

3,170

3,230

3,320

해설

출구 비엔탈피는 3,320 kJ/kg이다.
압축기 효율은  $\eta=\dfrac{\Delta H_S}{\Delta H}$ 이므로 실제 엔탈피 상승은 가역단열 값보다 크다.
 $\Delta H_S=3270-3070=200\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}$ 
 $\Delta H=\dfrac{200}{0.8}=250\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}$ 
 $H_2=3070+250=3320\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}$ 
효율을 곱해  $200\times0.8=160$ 으로 계산하면 3,230이 나오는데, 이는 터빈의 효율 정의를 잘못 적용한 값이다.
압축기는 비가역성 때문에 가역단열 출구(3,270)보다 엔탈피가 높아야 하므로 그보다 작은 값은 모두 불가능하다.

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