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1[에너지관리기사 필기] 20년 2회차
그림에서 압력 P1, 온도ts의 과열증기의 비엔트로피는 6.16kJ/kg·K이다. 상태1로부터 2까지의 가역단열 팽창 후, 압력 P2에서 습증기로 되었으면 상태2인 습증기의 건도 X는 얼마인가? (단, 압력 P2에서 포화수, 건포화증기의 비엔트로피는 각각 1.30kJ/kg·K, 7.36kJ/kg·K이다.)
문제 이미지
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해설

그림은 h-s(몰리에) 선도로, 압력 P1P_1·온도 tst_s 의 과열증기인 상태 1에서 곧게 아래로 내려간 화살표가 상태 2까지의 가역단열(등엔트로피) 팽창을 나타낸다. 수직선이라는 것은 곧 s1=s2=6.16 kJ/kg⋅Ks_1=s_2=6.16\,\mathrm{kJ/kg\cdot K} 라는 뜻이며, 가로축에 표시된 s′s'·s′′s'' 는 압력 P2P_2 에서의 포화수·건포화증기 비엔트로피다.

습증기의 비엔트로피는 건도 xx 를 써서 s=s′+x (s′′−s′)s=s'+x\,(s''-s') 로 표시되므로, 건도는 x=s−s′s′′−s′x=\dfrac{s-s'}{s''-s'} 로 구한다.

값을 대입하면 x=6.16−1.307.36−1.30=4.866.06=0.802x=\dfrac{6.16-1.30}{7.36-1.30}=\dfrac{4.86}{6.06}=0.802 이므로 상태 2의 건도는 약 0.80 이다. 이는 팽창 후 증기의 80%가 증기, 20%가 물방울이라는 의미다.

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