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2021년05월15일 70번

[유체기계 및 유압기기]
프로펠러 풍차에서 이론효율이 최대로 되는 조건은 다음 중 어느 것인가? (단, V0는 풍차 입구의 풍속, V2는 풍차 후류의 풍속이다.)

  • ① V2= V0/ 3
  • ② V2= V0/ 2
  • ③ V2= V02
  • ④ V2= V0
(정답률: 60%)

문제 해설

프로펠러 풍차에서 이론효율은 풍차 입구에서 들어온 풍속과 풍차 후류에서 나가는 풍속의 비율로 나타난다. 이 비율이 클수록 풍차는 더 많은 에너지를 추출할 수 있으므로 이론효율이 높아진다.

따라서, 이론효율이 최대가 되려면 풍차 후류의 풍속이 가능한 작아야 한다. 이를 위해서는 풍차 입구에서 들어온 풍속을 최대한 유지하면서 풍차 내부에서 풍속을 감소시켜야 한다.

이를 수식으로 나타내면 V2 = V0 / n (n은 상수)이 된다. 이때, n이 작을수록 풍차 후류의 풍속이 작아지므로 이론효율이 높아진다.

따라서, "V2 = V0 / 3"이 정답이다. 이때, n=3이므로 풍차 후류의 풍속은 풍차 입구의 풍속의 1/3이 된다.

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