기계·설비 · 용어

교축과정공조냉동기계기능사·에너지관리기사 출제 용어

유체가 좁은 통로를 지나 외부 일·열교환 없이 압력이 급격히 떨어지는 과정으로, 엔탈피가 일정한 등엔탈피 비가역 과정이다.

아니다. 줄-톰슨 계수가 양이면 내려가지만, 수소·헬륨처럼 역전온도가 상온보다 낮은 기체는 상온에서 교축하면 오히려 온도가 올라간다.

같은 말: 교축, 교축 과정, 교축작용, 교축팽창, 스로틀링, throttling, throttling process

교축과정(throttling)은 유체가 밸브·오리피스 같은 좁은 통로를 지나면서 외부에 일을 하지 않고 열교환도 없이 압력이 급격히 떨어지는 과정으로, 정상유동 에너지식에서 h1=h2가 되어 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정이다.

냉동사이클의 팽창밸브, 차압식 유량계의 교축기구(오리피스·플로우 노즐·벤츄리), 유압의 스로틀 밸브가 모두 교축을 이용하며, 비가역 과정이라 엔트로피는 증가하고 실제기체는 줄-톰슨 효과로 온도가 변한다.

시험 포인트

시험에서는 교축에서 변하지 않는 양이 엔탈피이고 압력·온도·엔트로피는 변한다는 것을 가장 자주 묻는다.

시험에 나오는 핵심근거 문항·조문 표시

1
교축의 가정
- 외부일 없음
- 열교환 없음
- 속도(운동에너지) 변화 무시 → h1=h2 등엔탈피.
비가역이라 엔트로피는 증가, 압력은 반드시 감소
기출 3건
2
줄-톰슨 계수 μJ=(∂T/∂P)h
- μJ>0이면 교축 시 온도 하강
- μJ<0이면 온도 상승
- 예: 800kPa·350℃→200kPa·344℃이면 μJ=(−6)÷(−600)=0.01K/kPa
기출 2건
수소·헬륨은 최대 역전온도(수소 약 200K, 헬륨 약 40K)가 상온보다 낮아 상온 교축 시 μJ<0으로 온도가 오른다. 교축으로 액화하려면 역전온도 아래로 예냉
기출 1건
계산 예
20MPa·0℃ 공기(h=439kJ/kg)를 100kPa로 교축 → 100kPa에서 0℃ 엔탈피 485, 평균비열 1.0 → ΔT=(439−485)÷1.0=−46℃
기출 1건
냉동사이클의 팽창밸브는 교축이므로 팽창 전후 엔탈피가 같다. 냉동효과=증발기 출구 엔탈피−교축 후 엔탈피(379.11−241.46=137.65kJ/kg)
기출 1건
차압식(교축) 유량계
유량 Q∝√(P1−P2). 두 압력이 각각 2배면 차압도 2배, 유량은 √2≈1.414배. 고압·고레이놀즈수에는 플로우 노즐 적합
기출 2건