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1[에너지관리기사 필기] 17년 1회차

1MPa, 400℃인 큰 용기 속의 공기가 노즐을 통하여 100KPa까지 등엔트로피 팽창을 한다. 출구속도는 약 몇 m/s인가? (단, 비열비는 1.4이고, 정압비열은 1.0kJ/(kgㆍK)이며, 노즐 입구에서의 속도는 무시한다.)

해설

등엔트로피 팽창 노즐에서 입구속도를 무시하면 에너지식에 의해  $V_2=\sqrt{2C_p(T_1-T_2)}$ 가 된다.
먼저  $T_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}=673\times(0.1)^{0.2857}\approx348.5\ \mathrm{K}$ 로 온도가 떨어지고, 이 온도강하를 대입하면  $V_2=\sqrt{2\times1000\times(673-348.5)}\approx805\ \mathrm{m/s}$ 가 된다.

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