증기터빈에서 질량유량이 1.5kg/s 이고, 열손실율이 8.5kW이다.… | [공조냉동기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림에서 입구 조건은 $h_i=3137.0$ kJ/kg, $v_i=50$ m/s, $z_i=6$ m 이고, 출구 조건은 $h_e=2675.5$ kJ/kg, $v_e=200$ m/s, $z_e=3$ m 이며 유량은 입·출구 모두 $1.5$ kg/s 이다.
검사면(control surface)에 대한 정상유동 에너지식은 $\dot W = \dot m\left[(h_i-h_e)+\frac{v_i^2-v_e^2}{2}+g(z_i-z_e)\right]-\dot Q_{loss}$ 이다.
엔탈피 차는 $3137.0-2675.5=461.5$ kJ/kg, 운동에너지 항은 $\frac{50^2-200^2}{2}=-18750$ J/kg $=-18.75$ kJ/kg, 위치에너지 항은 $9.8\times(6-3)=29.4$ J/kg $\approx 0.03$ kJ/kg 이므로 합은 $442.78$ kJ/kg 이다.
따라서 $\dot W = 1.5\times442.78 - 8.5 = 664.2 - 8.5 \approx 655.7$ kW 이다. 속도가 50 m/s에서 200 m/s로 커지며 운동에너지로 빠져나간 몫과 열손실 8.5 kW만큼 출력이 깎이는 것이 핵심이다.