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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 1회차
보일러에 온도 40℃, 엔탈피 167kJ/kg인 물이 공급되어 온도 350℃, 엔탈피 3115kJ/kg인 수증기가 발생한다. 입구와 출구에서의 유속은 각각 5m/s, 50m/s이고, 공급되는 물의 양이 2000kg/h일 때, 보일러에 공급해야 할 열량(kW)은? (단, 위치에너지 변화는 무시한다.)
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해설

정상유동 에너지방정식에서 위치에너지를 무시하면 필요 열량은 엔탈피차와 운동에너지차의 합으로 구한다.

질량유량은 m˙=20003600≈0.556kg/s\dot m=\dfrac{2000}{3600}\approx0.556\text{kg/s}이고, 엔탈피차는 3115−167=2948kJ/kg3115-167=2948\text{kJ/kg}, 운동에너지차는 502−522×1000≈1.24kJ/kg\dfrac{50^2-5^2}{2\times1000}\approx1.24\text{kJ/kg}이다.

따라서 필요 열량은 Q˙=m˙(Δh+Δke)≈0.556×(2948+1.24)≈1638kW\dot Q=\dot m(\Delta h+\Delta ke)\approx0.556\times(2948+1.24)\approx1638\text{kW}로 계산된다.

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