그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, h는… | [공조냉동기계기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

그림은 $h\text{-}s$ 선도에 그려진 랭킨 사이클이다. 왼쪽 아래에 1(복수기 출구)과 그 바로 위 2(급수펌프 출구)가 붙어 있고, 위쪽 꼭대기가 3(터빈 입구), 3에서 거의 수직으로 내려온 점이 4(터빈 출구)다. 즉 1→2 펌프 가압, 2→3 보일러 가열, 3→4 터빈 단열팽창, 4→1 복수기 방열이다.
주어진 엔탈피로 각 일량과 열량을 구하면 터빈 일 $w_T=h_3-h_4=2799.5-2007.5=792\,\mathrm{kJ/kg}$, 펌프 일 $w_P=h_2-h_1=193.8-191.8=2\,\mathrm{kJ/kg}$, 보일러 공급열 $q_B=h_3-h_2=2799.5-193.8=2605.7\,\mathrm{kJ/kg}$이다.
$\eta=\dfrac{w_T-w_P}{q_B}=\dfrac{792-2}{2605.7}=0.303$
따라서 열효율은 약 30.3%다. 펌프 일이 2kJ/kg뿐이라 무시하면 30.4%로 값 차이는 작지만, 분모에 $h_3-h_1$을 쓰지 않고 펌프 출구 $h_2$부터의 가열량을 쓰는 것이 원칙이다.