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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 1회차

압력 1000kPa, 온도 300℃ 상태의 수증기(엔탈피 3051.15 kJ/kg, 엔트로피 7.1228kJ/kgㆍK)가 증기터빈으로 들어가서 100kPa 상태로 나온다. 터빈의 출력 일이 370kJ/kg 일 때 터빈의 효율(%)은?
수증기의 포화 상태표
(압력 100kPa / 온도 99.62℃)
엔탈피(kJ/kg) 엔트로피(kJ/kgㆍK)
포화액체 포화증기 포화액체 포화증기
417.44 2675.46 1.3025 7.3593

수증기의 포화 상태표 (압력 100kPa / 온도 99.62℃)
417.44	2675.46	1.3025	7.3593

15.6

33.2

66.8

79.8

해설

그림의 포화 상태표는 100kPa(포화온도 99.62℃)에서 포화액 엔탈피 417.44kJ/kg, 포화증기 엔탈피 2675.46kJ/kg, 포화액 엔트로피 1.3025kJ/kgㆍK, 포화증기 엔트로피 7.3593kJ/kgㆍK를 준다.
터빈 효율의 기준이 되는 이상 팽창은 등엔트로피 과정이므로 출구 엔트로피를 입구와 같은 7.1228kJ/kgㆍK로 놓고 건도를 구한다.  $x=\dfrac{7.1228-1.3025}{7.3593-1.3025}=\dfrac{5.8203}{6.0568}=0.961$ 
이때 출구 엔탈피는  $h_{2s}=417.44+0.961\times(2675.46-417.44)\fallingdotseq2587.3\,\mathrm{kJ/kg}$  이므로 이상 일은  $3051.15-2587.3=463.9\,\mathrm{kJ/kg}$  이다.
실제 출력이 370kJ/kg이므로 터빈 효율은  $\eta_T=\dfrac{370}{463.9}=0.798$ , 즉 약 79.8%다.

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수증기의 포화 상태표 (압력 100kPa / 온도 99.62℃)
엔탈피(kJ/kg)		엔트로피(kJ/kgㆍK)
포화액체	포화증기	포화액체	포화증기
417.44	2675.46	1.3025	7.3593