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그림과 같은 공기표준 브레이튼(Brayton) 사이클에서 작동유체 1k… | [건설기계설비기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 1회차
그림과 같은 공기표준 브레이튼(Brayton) 사이클에서 작동유체 1kg당 터빈 일(kJ/kg)은? (단, T1=300K, T2=475.1K, T3=1100K, T4=694.5K이고, 공기의 정압비열과 정적비열은 각각 1.0035kJ/kgㆍK, 0.7162kJ/kgㆍK이다.)
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해설

터빈 일은 3→4 단열팽창 구간의 엔탈피 강하로 약 407 kJ/kg이다.

그림의 T-s 선도에서 1→2는 압축기의 단열압축(엔트로피 일정, 온도 상승), 2→3은 연소기의 정압가열, 3→4가 터빈의 단열팽창, 4→1이 정압방열이다. 개방계인 터빈의 일은 엔탈피 차이이므로 정압비열을 쓴다.

wt=cp(T3−T4)w_t = c_p (T_3 - T_4)
=1.0035×(1100−694.5)= 1.0035 \times (1100 - 694.5)
=1.0035×405.5≈407 kJ/kg= 1.0035 \times 405.5 \approx 407\ \mathrm{kJ/kg}

같은 온도차에 정적비열 0.7162를 곱하면 약 290 kJ/kg이 나오는데, 정적비열은 밀폐계의 내부에너지 변화에 쓰는 값이라 유동하는 터빈 일에는 맞지 않는다.

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