2003년08월10일 38번

[전력공학]
펠톤(Pelton)수차에 있어서 노즐로부터의 분출수의 속도를 v₁, 버켓(bucket)의 주변속도를 u 라 할 때 이론상 수차의 효율이 최대로 되는 경우는?

(정답률: 21%)

문제 해설

펠톤수차는 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 기계로, 노즐로부터 분출된 물이 버켓에 닿아 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 효율이 중요하다. 이때, 효율은 전기에너지로 변환된 에너지와 노즐에서 나온 운동에너지의 비율로 나타낸다.

효율은 다음과 같이 계산된다.

효율 = 전기에너지 / 운동에너지

전기에너지 = (물의 중량) x (높이) x (중력가속도)

운동에너지 = (물의 중량) x (v1^2) / 2

여기서 높이는 노즐과 버켓의 높이차이를 의미하며, 중력가속도는 지구에서의 중력가속도를 의미한다.

효율을 최대로 만드는 경우는 전기에너지와 운동에너지의 비율이 최대가 되는 경우이다. 이를 위해서는 노즐에서 나온 물의 운동에너지가 최대가 되어야 하며, 이는 노즐에서 나온 물의 속도가 최대가 되는 경우이다. 따라서, 정답은 "

" 이다.

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