이상적인 단순 랭킨사이클로 작동되는 증기원동소에서 펌프 입구, 보일러 입구, 터빈 입구, 응축기 입구의 비엔탈피를 각각 h 1 , h 2 , h 3 , h 4 라고 할 때 열효율은?

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1[에너지관리기사 필기] 15년 1회차

이상적인 단순 랭킨사이클로 작동되는 증기원동소에서 펌프 입구, 보일러 입구, 터빈 입구, 응축기 입구의 비엔탈피를 각각 h₁, h₂, h₃, h₄라고 할 때 열효율은?

 $1 - \dfrac{h_4 - h_1}{h_3 - h_2}$

 $1 - \dfrac{h_4 - h_2}{h_3 - h_2}$

 $1 - \dfrac{h_4 - h_2}{h_3 - h_1}$

 $1 - \dfrac{h_4 - h_1}{h_3 - h_1}$

해설

단순 랭킨사이클의 각 지점 비엔탈피는 펌프 입구(응축기 출구 포화액)  $h_1$ , 보일러 입구(펌프 출구)  $h_2$ , 터빈 입구  $h_3$ , 응축기 입구(터빈 출구)  $h_4$  이다.
보일러 공급열은  $q_1=h_3-h_2$ , 터빈 일은  $w_t=h_3-h_4$ , 펌프 일은  $w_p=h_2-h_1$  이므로 열효율은  $\eta=\dfrac{(h_3-h_4)-(h_2-h_1)}{h_3-h_2}=1-\dfrac{h_4-h_1}{h_3-h_2}$  가 된다.
분자의  $h_4-h_1$  은 응축기에서 버리는 열, 분모의  $h_3-h_2$  는 보일러에서 받은 열이라는 점이 핵심이다. 분모를  $h_3-h_1$  로 쓰면 펌프 일까지 보일러 입열로 잘못 넣는 셈이고, 분자를  $h_4-h_2$  로 쓰면 응축기 방열량이 되지 않는다.

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