2009년03월01일 51번

[공기조화설비]
건구온도 20℃, 절대습도는 0.010 kg/kg′ 인 습공기의 엔탈피는? (단, 건공기의 정압비열 1.01 k?J/kg·K, 0℃에서 포화수의 증발잠열 2501 kJ/kg, 수증기의 정압비열 1.85 kJ/kg·K)

① 43.82 kJ/kg′
② 45.58 kJ/kg′
③ 48.02 kJ/kg′
④ 49.50 kJ/kg′

(정답률: 73%)

문제 해설

습공기의 엔탈피는 건공기의 엔탈피와 습기의 엔탈피의 합으로 구할 수 있습니다.

건공기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

h_dry = c_p * T

여기서 c_p는 건공기의 정압비열, T는 건구온도입니다.

h_dry = 1.01 * 20 = 20.2 kJ/kg

습기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

h_humid = h_sat + w * h_fg

여기서 h_sat는 해당 온도에서의 포화수의 엔탈피, w는 절대습도, h_fg는 수증기의 증발잠열입니다.

먼저 h_sat를 구해보겠습니다.

포화수의 증발잠열은 0℃에서 2501 kJ/kg이므로, 다음과 같이 구할 수 있습니다.

h_fg = 2501 - c_p * (0 - 20) = 2501 + 40.2 = 2541.2 kJ/kg

다음으로 h_sat를 구해보겠습니다.

h_sat = c_p * T + h_fg * (1 - w)

여기서 (1 - w)는 건습기의 질량비입니다.

h_sat = 1.01 * 20 + 2541.2 * (1 - 0.01) = 2560.612 kJ/kg

따라서 습기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

h_humid = 2560.612 * 0.010 = 25.60612 kJ/kg′

따라서 전체 습공기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

h = h_dry + h_humid = 20.2 + 25.60612 = 45.80612 kJ/kg′

이 값은 보기 중에서 "45.58 kJ/kg′"과 가장 가깝습니다. 따라서 정답은 "45.58 kJ/kg′"입니다.

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