2010년07월25일 21번
[냉동공학] 팽창 밸브 입구에서 330kcal/kg의 엔탈피를 갖고 있는 냉매가 팽창 밸브를 통과허여 압력이 내려가고 포화액과 포화증기의 혼합물 즉, 습증기가 되었다. 습증기 중의 포화 액의 유량이 7kg/min일 때 전 유출 냉매의 유량은 약 얼마인가? (단, 팽창밸브를 지난 후의 포화액의 엔탈피는 54kcal/kg 건포화증기의 엔탈피는 500kcal/kg 이다.)
- ① 11.3g/min
- ② 18.4g/min
- ③ 17.4kg/s
- ④ 19.6kg/s
(정답률: 44%)
문제 해설
냉매의 엔탈피 변화량은 330 - 54 = 276kcal/kg 이다. 이 엔탈피 변화량은 습증기와 포화액의 혼합물에 대해서도 적용된다. 따라서, 습증기와 포화액의 혼합물의 엔탈피 변화량은 276kcal/kg 이다.
습증기와 포화액의 혼합물에서 포화액의 유량은 7kg/min 이므로, 습증기의 유량은 전체 유출 냉매의 유량에서 포화액의 유량을 뺀 값이다. 따라서, 습증기의 유량은 전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min 이다.
습증기와 포화액의 혼합물의 엔탈피 변화량은 276kcal/kg 이므로, 전체 유출 냉매의 엔탈피 변화량은 (전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min) × 276kcal/kg 이다.
전체 유출 냉매의 엔탈피 변화량은 습증기와 포화액의 혼합물의 엔탈피 변화량과 같으므로, 다음 식이 성립한다.
(전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min) × 276kcal/kg = 7kg/min × (500 - 54)kcal/kg
전체 유출 냉매의 유량을 구하면 다음과 같다.
전체 유출 냉매의 유량 = 7kg/min × (500 - 54)kcal/kg ÷ 276kcal/kg + 7kg/min = 18.4g/min
따라서, 정답은 "18.4g/min" 이다.
습증기와 포화액의 혼합물에서 포화액의 유량은 7kg/min 이므로, 습증기의 유량은 전체 유출 냉매의 유량에서 포화액의 유량을 뺀 값이다. 따라서, 습증기의 유량은 전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min 이다.
습증기와 포화액의 혼합물의 엔탈피 변화량은 276kcal/kg 이므로, 전체 유출 냉매의 엔탈피 변화량은 (전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min) × 276kcal/kg 이다.
전체 유출 냉매의 엔탈피 변화량은 습증기와 포화액의 혼합물의 엔탈피 변화량과 같으므로, 다음 식이 성립한다.
(전체 유출 냉매의 유량 - 7kg/min) × 276kcal/kg = 7kg/min × (500 - 54)kcal/kg
전체 유출 냉매의 유량을 구하면 다음과 같다.
전체 유출 냉매의 유량 = 7kg/min × (500 - 54)kcal/kg ÷ 276kcal/kg + 7kg/min = 18.4g/min
따라서, 정답은 "18.4g/min" 이다.
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