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1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차

이상적인 랭킨사이클에서 터빈 입구 온도가 350℃이고, 75kPa과 3MPa의 압력범위에서 작동한다. 펌프 입구와 출구, 터빈 입구와 출구에서 엔탈피는 각각 384.4 kJ/kg, 387.5 kJ/kg, 3116 kJ/kg, 2403 kJ/kg이다. 펌프일을 고려한 사이클의 열효율과 펌프일을 무시한 사이클의 열효율 차이는 약 몇 % 인가?

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해설

펌프일을 고려한 열효율은  $\eta_1 = \dfrac{(h_3-h_4)-(h_2-h_1)}{h_3-h_2}$ 이고, 펌프일을 무시한 열효율은 분자에서 펌프일 항을 빼지 않은  $\eta_2 = \dfrac{h_3-h_4}{h_3-h_2}$ 로 계산한다.
주어진 값을 대입하면  $\eta_1 = \dfrac{(3116-2403)-(387.5-384.4)}{3116-387.5} = \dfrac{709.9}{2728.5} \approx 26.02\%$ 이고,
 $\eta_2 = \dfrac{713}{2728.5} \approx 26.13\%$ 이다.
두 효율의 차이는  $26.13\% - 26.02\% \approx 0.11\%$ 로, 펌프일을 무시하면 실제보다 열효율이 약 0.11% 높게 계산된다.

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