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1[일반기계기사 필기] 18년 2회차
그림과 같이 물이 고여있는 큰 댐 아래에 터빈이 설치되어 있고, 터빈의 효율이 85%이다. 터빈 이외에서의 다른 모든 손실을 무시할 때 터빈의 출력은 약 몇 kW인가? (단, 터빈 출구관의 지름은 0.8m, 출구속도 V는 10m/s이고 출구압력은 대기압이다.)
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1043
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1470
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해설
터빈 출력은 약 1043 kW 이다.
그림에서 수면과 터빈 출구 중심의 높이 차는 30 m 이고, 출구관 지름 0.8 m, 출구속도 10 m/s 이므로
Q = (π/4) × 0.82 × 10 = 5.03 m3/s.수면과 출구가 모두 대기압이므로 터빈이 뽑아 쓰는 유효낙차는 전체 낙차에서 버려지는 출구 속도수두를 뺀 값이다.
H = 30 − V2/(2g) = 30 − 102/(2 × 9.81) = 30 − 5.10 = 24.9 m.출력 = η·ρgQH = 0.85 × 9810 × 5.03 × 24.9 ≒ 1.04 × 106 W = 약 1043 kW.
효율 85%를 곱하지 않으면 약 1228 kW, 속도수두를 빼지 않으면 더 큰 값이 나오므로 두 가지를 모두 반영해야 한다.
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