2018년03월04일 38번
[기계열역학] 압력 2Mpa, 온도 300℃의 수증기가 20m/s 속도로 증기터빈으로 들어간다. 터빈 출구에서 수증기 압력이 100kPa, 속도는 증기터빈으로 들어간다. 터빈 출구에서 수증기 압력이 100kPa, 속도는 100m/s이다. 가역단열과정으로 가정 시, 터빈을 통과하는 수증기 1kg 당 출력일은 약 몇 kJ/kg인가? (단, 수증기표로부터 2MPa, 300℃에서 비엔탈피는 3023.5 kJ/kg, 비엔트로피는 6.7663kJ/(kg·K)이고, 출구에서의 비엔탈피 및 비엔트로피는 아래 표와 같다.)
- ① 1534
- ② 564.3
- ③ 153.4
- ④ 764.5
(정답률: 34%)
문제 해설
가역단열과정에서 엔트로피는 일정하므로, 입구와 출구의 비엔트로피가 같다고 가정할 수 있다. 따라서 출구의 비엔트로피는 6.7663 kJ/(kg·K)이다.
또한, 가역단열과정에서 비엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.
$h_2 = h_1 + frac{v_1^2 - v_2^2}{2} = 3023.5 + frac{(20)^2 - (100)^2}{2} = 564.3 text{ kJ/kg}$
따라서, 터빈을 통과하는 수증기 1kg 당 출력일은 564.3 kJ/kg이다.
또한, 가역단열과정에서 비엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.
$h_2 = h_1 + frac{v_1^2 - v_2^2}{2} = 3023.5 + frac{(20)^2 - (100)^2}{2} = 564.3 text{ kJ/kg}$
따라서, 터빈을 통과하는 수증기 1kg 당 출력일은 564.3 kJ/kg이다.
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