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1[가스기사 필기] 20년 3회차

다음은 간단한 수증기사이클을 나타낸 그림이다. 여기서 랭킨(Rankine)사이클의 경로를 옳게 나타낸 것은?

1 → 2 → 3 → 9 → 10 → 1

1 → 2 → 3 → 4 → 5 →9 → 10 → 1

1 → 2 → 3 → 4 → 6 → 5 → 9 → 10 → 1

1 → 2 → 3 → 8 → 7 → 5 → 9 → 10 → 1

해설

그림은 가로축이 엔트로피, 세로축이 온도인 $T\text{–}S$ 선도다. 포화곡선 왼쪽 아래의 10에서 1로 살짝 올라가는 선이 급수펌프의 단열 압축이고, 1→2는 급수를 포화액까지 가열하는 과정, 2→3의 수평선은 포화액이 건포화증기가 되는 증발 과정이다.

3에서 오른쪽 위 4까지가 과열기에서 증기를 과열시키는 과정이고, 4에서 아래로 내려오는 화살표(4→5)가 터빈에서의 단열 팽창이다. 이후 복수기에서 등온·등압으로 응축되면서 선도 아래쪽 수평선을 따라 5 → 9 → 10으로 왼쪽으로 이동해 처음의 포화액 상태로 돌아온다.

따라서 랭킨사이클의 경로는 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 9 → 10 → 1이다. 선도에서 6, 7, 8을 거치는 경로는 터빈 도중에 증기를 빼내 다시 가열하는 재열(再熱) 등 다른 사이클의 경로여서 단순 랭킨사이클에는 포함되지 않는다.

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