2019년09월21일 27번
[기계열역학] 입구 엔탈피 3155KJ/kg, 입구 속도 24m/s, 출구 엔탈피 2385KJ/kg, 출구 속도 98m/s인 증기터빈이 있다. 증기 유량이 1.5kg/s이고, 터빈의 축 출력이 900kW일 때 터빈과 주위 사이의 열전달량은 어떻게 되는가?
- ① 약 124kW의 열을 주의로 방열한다.
- ② 주의로부터 약 124k의 열을 받는다.
- ③ 약 248kW의 열을 주의로 방열한다.
- ④ 주의로부터 약 248kW의 열을 받는다.
(정답률: 48%)
문제 해설
이 문제는 증기터빈의 열효율과 주위와의 열전달량을 이용하여 풀 수 있다.
먼저, 증기터빈의 열효율은 다음과 같이 정의된다.
열효율 = (입구 엔탈피 - 출구 엔탈피) / 입구 엔탈피
따라서, 이 문제에서 증기터빈의 열효율은 다음과 같다.
열효율 = (3155 - 2385) / 3155 = 0.244
즉, 증기터빈이 입력된 열의 24.4%를 출력으로 변환하고, 나머지는 열로 손실된다.
다음으로, 터빈의 축 출력과 증기 유량을 이용하여 증기의 입구와 출구 사이의 열전달량을 구할 수 있다.
열전달량 = 증기 유량 x (입구 엔탈피 - 출구 엔탈피) - 축 출력
여기에 문제에서 주어진 값을 대입하면 다음과 같다.
열전달량 = 1.5 x (3155 - 2385) - 900 = -247.5 kW
따라서, 이 문제에서는 터빈과 주위 사이에서 약 248 kW의 열이 주의로 방출된다. 이는 증기터빈의 열효율이 24.4%이기 때문에, 입력된 열의 75.6%가 열로 손실되기 때문이다.
먼저, 증기터빈의 열효율은 다음과 같이 정의된다.
열효율 = (입구 엔탈피 - 출구 엔탈피) / 입구 엔탈피
따라서, 이 문제에서 증기터빈의 열효율은 다음과 같다.
열효율 = (3155 - 2385) / 3155 = 0.244
즉, 증기터빈이 입력된 열의 24.4%를 출력으로 변환하고, 나머지는 열로 손실된다.
다음으로, 터빈의 축 출력과 증기 유량을 이용하여 증기의 입구와 출구 사이의 열전달량을 구할 수 있다.
열전달량 = 증기 유량 x (입구 엔탈피 - 출구 엔탈피) - 축 출력
여기에 문제에서 주어진 값을 대입하면 다음과 같다.
열전달량 = 1.5 x (3155 - 2385) - 900 = -247.5 kW
따라서, 이 문제에서는 터빈과 주위 사이에서 약 248 kW의 열이 주의로 방출된다. 이는 증기터빈의 열효율이 24.4%이기 때문에, 입력된 열의 75.6%가 열로 손실되기 때문이다.
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