그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 몇 %인가? (단, h 1 = 191.8kJ/kg, h 2 = 193.8kJ/kg, h 3 = 2799.5kJ/kg, h 4 = 2007.5kJ/kg 이다.)

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그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 몇 %인가? (단, h… | [공조냉동기계기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 16년 2회차

그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 몇 %인가? (단, h₁ = 191.8kJ/kg, h₂ = 193.8kJ/kg, h₃ = 2799.5kJ/kg, h₄ = 2007.5kJ/kg 이다.)

30.3%

39.7%

46.9%

54.1%

해설

그림은 h–s 선도에 그린 랭킨 사이클로, 왼쪽 아래에서 급수펌프 압축(1→2), 위쪽으로 올라가는 보일러 가열(2→3), 오른쪽에서 아래로 떨어지는 터빈 팽창(3→4), 그리고 복수기 방열(4→1) 순으로 순환한다.
터빈이 낸 일은  $w_T=h_3-h_4=2799.5-2007.5=792\,\mathrm{kJ/kg}$ , 펌프에 넣은 일은  $w_P=h_2-h_1=193.8-191.8=2\,\mathrm{kJ/kg}$  이므로 순일은  $792-2=790\,\mathrm{kJ/kg}$  이다.
보일러에서 받은 열량은  $q_1=h_3-h_2=2799.5-193.8=2605.7\,\mathrm{kJ/kg}$  이다.
따라서 열효율은  $\eta=\dfrac{(h_3-h_4)-(h_2-h_1)}{h_3-h_2}=\dfrac{790}{2605.7}\fallingdotseq0.303=30.3\%$  이다. 펌프일이 터빈일에 비해 매우 작아 무시해도 효율은 거의 같다.

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