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1[공조냉동기계기사 필기] 25년 3회차

등엔트로피 효율이 80%인 소형 공기 터빈의 출력이 270kJ/kg 이다. 입구 온도는 600K이며, 출구 압력은 100kPa이다. 공기의 정압비열은 1.004 kJ/kg · K, 비열비는 1.4이다. 출구 온도(K)와 입구 압력(kPa)은 각각 얼마인가?

약 264 K, 1774 kPa

약 264 K, 1842 kPa

약 331 K, 1774 kPa

약 331 K, 1842 kPa

해설

실제 터빈일 270 kJ/kg을 등엔트로피효율 0.8로 나누면 이상일은 337.5 kJ/kg이므로 등엔트로피 출구온도는
 $T_{2s}=T_1-\dfrac{337.5}{C_p}=600-336.1\approx264\,\mathrm{K}$ 
이다.
실제 출구온도는
 $T_2=600-270/1.004\approx331\,\mathrm{K}$ 
이다. 등엔트로피 관계  $T_{2s}/T_1=(P_2/P_1)^{(k-1)/k}$ 에  $P_2=100\,\mathrm{kPa}$ 를 대입하면 입구압력은 약 1774 kPa이다.

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