정상상태로 흐르는 유체의 에너지방정식을 다음과 같이 표현할 때 ( ) … | [에너지관리기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 21년 3회차

정상상태로 흐르는 유체의 에너지방정식을 다음과 같이 표현할 때 ( ) 안에 들어갈 용어로 옳은 것은? (단, 유체에 대한 기호의 의미는 아래와 같고, 점자 1과 2는 각각 입·출구를 나타낸다.)
 $\dot{Q} + \dot{m}\left[h_1 + \dfrac{V_1^2}{2} + (\quad)_1\right] = \dot{W}_s + \dot{m}\left[h_2 + \dfrac{V_2^2}{2} + (\quad)_2\right]$ 기호 의미 기호 의미
 $\dot{Q}$ 시간당 받는 열량  $\dot{W}_s$ 시간당 주는 일량
 $\dot{m}$ 질량유량 s 비엔트로피
h 비엔탈피 u 비내부에너지
V 속도 P 압력
g 중력가속도 z 높이

기호	의미	기호	의미
$\dot{Q}$	시간당 받는 열량	$\dot{W}_s$	시간당 주는 일량
$\dot{m}$	질량유량	s	비엔트로피
h	비엔탈피	u	비내부에너지
V	속도	P	압력
g	중력가속도	z	높이

gz

해설

정상유동(개방계) 에너지방정식은 유체가 단위질량당 지니는 비엔탈피 h, 운동에너지 V²/2, 위치에너지 gz 세 항의 합으로 구성된다. 제시된 식에는 h와 V²/2 가 이미 들어 있으므로 빈칸은 남은 위치에너지 항이다.
완성하면  $\dot{Q} + \dot{m}\left[h_1 + \dfrac{V_1^2}{2} + gz_1\right] = \dot{W}_s + \dot{m}\left[h_2 + \dfrac{V_2^2}{2} + gz_2\right]$  이며, 기호표의 g(중력가속도)와 z(높이)를 곱한 gz가 단위질량당 위치에너지(J/kg)가 된다.
함께 제시된 s(비엔트로피)는 에너지 단위가 아니고, u(비내부에너지)와 P(압력)는 개방계에서 유동일과 함께 이미  $h = u + Pv$  형태로 엔탈피에 포함되어 있어 따로 더하면 중복 계산이 된다.

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