압력 1000kPa, 온도 300℃ 상태의 수증기(엔탈비 3051.15… | [일반기계기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 20년 1회차
압력 1000kPa, 온도 300℃ 상태의 수증기(엔탈비 3051.15kJ/kg, 엔트로피 7.1228kJ/kgㆍK)가 증기터빈으로 들어가서 100kPa상태로 나온다. 터빈의 출력 일이 370kJ/kg일 때 터빈의 효율(%)은?
| 수증기의 포화 상태표 (압력(100kPa)/온도 99.62℃ | |||
|---|---|---|---|
| 엔탈피(kJ/kg) | 엔트로피(kJ/kg·K) | ||
| 포화액체 | 포화증기 | 포화액체 | 포화증기 |
| 417.44 | 2675.46 | 1.3025 | 7.3593 |
1
15.6
2
33.2
3
66.8
4
79.8
해설
등엔트로피 팽창 기준의 이론 일과 실제 출력 일을 비교하면 터빈 효율은 약 79.8%이다.
입구 엔트로피 7.1228kJ/kg·K가 100kPa에서 그대로 유지된다고 보고, 포화표의 엔트로피(포화액체 1.3025, 포화증기 7.3593)로 출구 건도를 구하면
x = (7.1228 − 1.3025) ÷ (7.3593 − 1.3025) = 5.8203 ÷ 6.0568 ≒ 0.961같은 표의 엔탈피(포화액체 417.44, 포화증기 2675.46)를 대입하면
h = 417.44 + 0.961 × (2675.46 − 417.44) ≒ 2587.2kJ/kg
이론 일 = 3051.15 − 2587.2 ≒ 463.9kJ/kg따라서 효율 = 실제 일 ÷ 이론 일 = 370 ÷ 463.9 ≒ 0.798 → 79.8%이다. 포화표 없이 압력비만으로 풀려 하면 답이 나오지 않는다.
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