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1[건설기계설비기사 필기] 18년 1회차
그림과 같이 온도(T)-엔트로피(S)로 표시된 이상적인 랭킨사이클에서 각 상태의 엔탈피(h)가 다음과 같다면, 이 사이클의 효율은 약 몇 %인다? (단, h1=30kJ/kg, h2=31kJ/kg, h3=274kJ/kg, h4=668kJ/kg, h5=764kJ/kg, h6=478kJ/kg)
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해설

이 랭킨사이클의 효율은 약 39%이다.

그림의 T-S 선도를 따라가면 1→2는 급수펌프 압축, 2→3은 압축수의 가열, 3→4는 포화증기까지의 증발, 4→5는 과열, 5→6은 터빈에서의 팽창, 6→1은 응축이다. 따라서 보일러 공급열은 h5−h2, 터빈일은 h5−h6, 펌프일은 h2−h1이 된다.

주어진 엔탈피를 대입하면 터빈일 764−478=286 kJ/kg764 - 478 = 286\,\mathrm{kJ/kg}, 펌프일 31−30=1 kJ/kg31 - 30 = 1\,\mathrm{kJ/kg}, 공급열 764−31=733 kJ/kg764 - 31 = 733\,\mathrm{kJ/kg}이다.

효율은 η=(h5−h6)−(h2−h1)h5−h2=286−1733=0.389\eta = \dfrac{(h_5 - h_6) - (h_2 - h_1)}{h_5 - h_2} = \dfrac{286 - 1}{733} = 0.389, 즉 약 39%다. 공급열의 기준을 펌프 출구 h2가 아닌 다른 상태점으로 잡으면 값이 크게 어긋나므로 선도에서 가열이 시작되는 지점을 정확히 잡아야 한다.

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