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1[에너지관리기사 필기] 18년 2회차
공기를 작동유체로 하는 Diesel cycle의 온도범위가 32℃~3200℃이고 이 cycle의 최고 압력이 6.5MPa, 최초 압력이 160kPa일 경우 열효율은 약 얼마인가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)
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41.4%
2
46.5%
3
50.9%
4
55.8%
해설

등엔트로피 압축 관계 T2T1=(P2P1)k−1k\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}에 T1=305 KT_1=305\,\mathrm{K}, 압력비 6500/160≈40.66500/160\approx40.6, k=1.4를 대입하면 T2≈879 KT_2\approx879\,\mathrm{K}가 된다.

최고온도 T3=3473 KT_3=3473\,\mathrm{K}(3200℃)이므로 정압가열 구간의 단절비는 ρ=T3/T2≈3.95\rho=T_3/T_2\approx3.95이고, 압축비는 T2/T1=rk−1T_2/T_1=r^{k-1}에서 r≈14.1r\approx14.1로 구해진다.

디젤사이클 효율식 η=1−1rk−1⋅ρk−1k(ρ−1)\eta=1-\dfrac{1}{r^{k-1}}\cdot\dfrac{\rho^{k}-1}{k(\rho-1)}에 값을 대입하면 η≈1−0.347×1.416≈0.509\eta\approx1-0.347\times1.416\approx0.509, 즉 열효율은 약 50.9%이다.

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