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2014년05월25일 35번

[열역학]
매시간 2000kg의 포화수증기를 발생하는 보일러가 있다. 보일러내의 압력은 200kPa이고, 이 보일러에는 매시간 15kg의 연료가 공급된다. 이 보일러의 효율은 약 얼마인가? (단, 보일러에 공급되는 물의 엔탈피는 84kJ/kg이고, 200kPa에서의 포화증기의 엔탈피는 2700kJ/kg이며, 연료의 발열량은 42000kJ/kg이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  • ① 77%
  • ② 80%
  • ③ 83%
  • ④ 86%
(정답률: 49%)

문제 해설

보일러의 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있다. 이 문제에서는 보일러가 발생시키는 포화수증기의 질량이 주어졌으므로, 출력을 계산할 수 있다.

매시간 발생하는 포화수증기의 질량은 2000kg이다. 이 포화수증기의 엔탈피는 2700kJ/kg이므로, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

출력 = 매시간 발생하는 포화수증기의 질량 × 포화수증기의 엔탈피 = 2000kg × 2700kJ/kg = 5,400,000kJ/h

입력은 연료의 발열량과 연료의 질량을 이용하여 계산할 수 있다. 매시간 공급되는 연료의 질량은 15kg이고, 연료의 발열량은 42000kJ/kg이므로, 입력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

입력 = 매시간 공급되는 연료의 질량 × 연료의 발열량 = 15kg × 42000kJ/kg = 630,000kJ/h

따라서, 보일러의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

효율 = 출력/입력 = 5,400,000kJ/h ÷ 630,000kJ/h ≈ 8.57 ≈ 86%

따라서, 정답은 "86%"이다.
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