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1[공조냉동기계기사 필기] 17년 2회차
그림의 랭킨 사이클(온도(T)-엔트로피(s)선도)에서 각각의 지점에서 엔탈피는 표와 같을 때 이 사이클의 효율은 약 몇 % 인가?
문제 이미지
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33.7%
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28.4%
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25.2%
4
22.9%
해설

그림의 T-s 선도는 1→2 급수펌프(단열압축), 2→3 보일러(정압가열), 3→4 터빈(단열팽창), 4→1 응축기(정압방열) 로 이루어진 랭킨 사이클이다. 표에서 읽은 각 지점의 엔탈피는 h1=185h_1=185, h2=210h_2=210, h3=3100h_3=3100, h4=2100 kJ/kgh_4=2100\ \mathrm{kJ/kg} 이다.

터빈이 낸 일은 wT=h3h4=31002100=1000 kJ/kgw_T=h_3-h_4=3100-2100=1000\ \mathrm{kJ/kg}, 펌프가 소비한 일은 wP=h2h1=210185=25 kJ/kgw_P=h_2-h_1=210-185=25\ \mathrm{kJ/kg}, 보일러 공급열량은 qB=h3h2=3100210=2890 kJ/kgq_B=h_3-h_2=3100-210=2890\ \mathrm{kJ/kg} 이다.

사이클 효율은 순일을 공급열로 나눈 값이므로 η=(h3h4)(h2h1)h3h2=1000252890=0.337\eta=\dfrac{(h_3-h_4)-(h_2-h_1)}{h_3-h_2}=\dfrac{1000-25}{2890}=0.337, 즉 약 33.7 % 이다.

펌프일을 빼지 않고 wT/qB=1000/2890=34.6%w_T/q_B=1000/2890=34.6\% 로 계산하면 보기에 없는 값이 나온다. 표에 h1h_1h2h_2가 따로 주어졌다는 것은 펌프일을 반드시 빼라는 뜻으로 읽어야 한다.

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