등엔트로피 효율이 80%인 소형 공기터빈의 출력이 270 kJ/kg 이… | [공조냉동기계기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 19년 2회차

등엔트로피 효율이 80%인 소형 공기터빈의 출력이 270 kJ/kg 이다. 입구 온도는 600 K 이며, 출구 압력은 100 kPa 이다. 공기의 정압비열은 1.004 kJ/(kg·K), 비열비는 1.4 일 때, 입구 압력(kPa)은 약 몇 kPa 인가? (단, 공기는 이상기체로 간주한다.)

해설

등엔트로피 효율 80%에서 실제 일 270 kJ/kg이 얻어졌으므로 등엔트로피(이상) 일은  $W_s = 270/0.8 = 337.5\ \text{kJ/kg}$  이다.
이상 팽창에서  $W_s = c_p(T_1-T_{2s})$  이므로  $T_{2s} = 600 - 337.5/1.004 \approx 263.8\ \text{K}$  이다.
등엔트로피 관계  $\dfrac{T_{2s}}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$  에서  $P_2/P_1 = (263.8/600)^{3.5}\approx0.0564$  이므로  $P_1 = 100/0.0564 \approx 1773\ \text{kPa}$  이다.

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