증기 터빈의 입구 조건은 3MPa, 350℃이고 출구의 압력은 30kP… | [공조냉동기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 17년 1회차

증기 터빈의 입구 조건은 3MPa, 350℃이고 출구의 압력은 30kPa이다. 이때 정상 등엔트로피 과정으로 가정할 경우, 유체의 단위 질량당 터빈에서 발생되는 출력은 약 몇 kJ/kg인가? (단, 표에서 h는 단위질량당 엔탈피, s는 단위질량당 엔트로피이다.)
h(kJ/kg) s(kJ/(kg·K))
터빈입구 3115.3 6.7428
엔트로피(kJ/(kg·K))
포화액 S_f 증발 S_fg 포화증기 S_g
터빈출구 0.9439 6.8247 7.7686
엔탈피(kJ/kg)
포화액 H_f 증발 H_fg 포화증기 H_g
터빈출구 289.2 2336.1 2625.3

	h(kJ/kg)	s(kJ/(kg·K))
터빈입구	3115.3	6.7428

	엔트로피(kJ/(kg·K))
터빈출구	0.9439	6.8247	7.7686

	엔탈피(kJ/kg)
터빈출구	289.2	2336.1	2625.3

679.2

490.3

841.1

970.4

해설

표에서 터빈 입구(3MPa, 350℃)는  $h_1=3115.3\,\mathrm{kJ/kg}$ ,  $s_1=6.7428\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이고, 출구 30kPa에서는  $s_f=0.9439$ ,  $s_{fg}=6.8247$ ,  $h_f=289.2$ ,  $h_{fg}=2336.1$ 이다.
등엔트로피 과정이므로  $s_2=s_1$ 이고, 출구는 습증기이므로 건도는  $x=\frac{s_1-s_f}{s_{fg}}=\frac{6.7428-0.9439}{6.8247}\approx0.850$ 이다.
출구 엔탈피는  $h_2=h_f+xh_{fg}=289.2+0.850\times2336.1\approx2274\,\mathrm{kJ/kg}$ 이다.
정상유동 터빈의 단위질량당 출력은 엔탈피 강하와 같으므로  $w=h_1-h_2=3115.3-2274\approx841\,\mathrm{kJ/kg}$ 이다.

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	엔트로피(kJ/(kg·K))
	포화액 S_f	증발 S_fg	포화증기 S_g
터빈출구	0.9439	6.8247	7.7686

	엔탈피(kJ/kg)
	포화액 H_f	증발 H_fg	포화증기 H_g
터빈출구	289.2	2336.1	2625.3