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1[에너지관리기사 필기] 18년 2회차
인정한 질량유량으로 수평하게 증기가 흐르는 노즐이 있다. 노즐 입구에서 엔탈피는 3205kJ/kg이고, 증기 속도는 15m/s이다. 노즐 출구에서의 증기 엔탈피가 2994kJ/kg일 때 노즐 출구에서의 증기의 속도는 약 몇 m/s 인가? (단, 정상상태로서 외부와의 열교환은 없다고 가정한다.)
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해설

단열 정상유동 노즐에서는 에너지식 h1+V122=h2+V222h_1+\dfrac{V_1^2}{2}=h_2+\dfrac{V_2^2}{2}가 성립한다. 입구·출구 엔탈피 차이는 h1h2=32052994=211kJ/kgh_1-h_2=3205-2994=211\,\mathrm{kJ/kg}이다.

이를 속도항으로 환산하면 V22=V12+2(h1h2)×1000=152+2×211000422225V_2^2=V_1^2+2(h_1-h_2)\times1000=15^2+2\times211000\approx422225이므로 출구 속도는 V2422225650m/sV_2\approx\sqrt{422225}\approx650\,\mathrm{m/s}이다.

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