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랭킨사이클의 각 점에서의 엔탈피가 아래와 같을 때 사이클의 이론 열효율… | [공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 20년 3회차
랭킨사이클의 각 점에서의 엔탈피가 아래와 같을 때 사이클의 이론 열효율(%)은?
  • 보일러 입구 : 58kJ/kg
  • 보일러 출구 : 810.3kJ/kg
  • 응축기 입구 : 614.2kJ/kg
  • 응축기 출구 : 57.4kJ/kg
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해설

그림에 주어진 각 지점의 엔탈피는 보일러 입구 58 kJ/kg, 보일러 출구 810.3 kJ/kg, 응축기 입구 614.2 kJ/kg, 응축기 출구 57.4 kJ/kg 이다.

랭킨사이클에서 보일러 출구는 터빈 입구, 응축기 입구는 터빈 출구이고, 응축기 출구는 펌프 입구, 보일러 입구는 펌프 출구다. 따라서 터빈 일은 wT=810.3614.2=196.1 kJ/kgw_T = 810.3 - 614.2 = 196.1\ \mathrm{kJ/kg}, 펌프 일은 wP=5857.4=0.6 kJ/kgw_P = 58 - 57.4 = 0.6\ \mathrm{kJ/kg}, 보일러에서 받은 열량은 qB=810.358=752.3 kJ/kgq_B = 810.3 - 58 = 752.3\ \mathrm{kJ/kg} 이다.

따라서 이론 열효율은 η=wTwPqB×100=196.10.6752.3×10026%\eta = \dfrac{w_T - w_P}{q_B} \times 100 = \dfrac{196.1 - 0.6}{752.3} \times 100 \fallingdotseq 26\% 이다.

펌프 일이 터빈 일의 0.3% 수준밖에 되지 않으므로 이를 무시하고 η=196.1/752.3=26.1%\eta = 196.1/752.3 = 26.1\% 로 계산해도 답은 같다. 증기동력 사이클에서 펌프 일이 터빈 일에 비해 매우 작다는 점을 알아두면 계산이 간단해진다.

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