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1[에너지관리기사 필기] 20년 1회차
랭킨사이클에서 각 지점의 엔탈피가 다음과 같을 때 사이클의 효율은 약 몇 % 인가?
  • 펌프 입구 : 190 kJ/kg
  • 보일러 입구 : 200 kJ/kg
  • 터빈 입구 : 2900 kJ/kg
  • 응축기 입구 : 2000 kJ/kg
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해설

랭킨사이클의 각 지점 엔탈피는 펌프 입구(= 응축기 출구) 190 kJ/kg, 보일러 입구(= 펌프 출구) 200 kJ/kg, 터빈 입구(= 보일러 출구) 2900 kJ/kg, 응축기 입구(= 터빈 출구) 2000 kJ/kg이다. 각 기기의 일과 열은 이 네 값의 차로 바로 구해진다.

터빈일 wT=2900−2000=900 kJ/kgw_T = 2900 - 2000 = 900\ \mathrm{kJ/kg}, 펌프일 wP=200−190=10 kJ/kgw_P = 200 - 190 = 10\ \mathrm{kJ/kg}, 보일러에서 받은 열 q1=2900−200=2700 kJ/kgq_1 = 2900 - 200 = 2700\ \mathrm{kJ/kg} 이다.

사이클 효율은 순일을 공급열로 나눈 값이므로 η=wT−wPq1=900−102700=0.3296\eta = \dfrac{w_T - w_P}{q_1} = \dfrac{900-10}{2700} = 0.3296, 즉 약 33 %이다.

펌프일을 빼지 않고 900/2700로 계산하면 33.3 %가 나와 값은 비슷하지만, 정식 계산에서는 순일 = 터빈일 − 펌프일이라는 점을 기억해야 한다. 액체를 가압하는 펌프일은 터빈일에 비해 매우 작아 랭킨사이클 효율이 카르노사이클에 비교적 근접하는 이유가 된다.

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