2008년10월05일 14번
[자동차공학] 비중 0.75 발열량 10,000kcal/kg인 연료를 사용하여 30분간 시험했을 때의 연료소비량이 8ℓ 이었다. 이 기관의 연료 마력은?
- ① 약 95 마력
- ② 약 109 마력
- ③ 약 190 마력
- ④ 약 250 마력
(정답률: 38%)
문제 해설
연료소비량 = 연료밀도 x 비중 x 시간당 연소량
여기서 연소량 = 발열량 / 연소열효율
30분 = 0.5시간 이므로,
연료소비량 = 10,000 x 0.75 x (8 / 0.5) = 120,000 kcal/h
이 기관의 연소열효율을 알 수 없으므로, 연료소비량으로부터 연료 마력을 구할 수 없다. 하지만, 일반적으로 내연기관의 연소열효율은 30% ~ 40% 정도이다. 따라서, 연소열효율을 0.35로 가정하면,
연료 마력 = 120,000 x 0.35 / 4.18 = 약 10,150 kW
(단위 환산: 1 kcal/h = 0.00418 kW)
약 10,150 kW는 약 13,600 마력에 해당한다. 하지만, 이는 순수한 연료 마력이며, 기관의 효율을 고려해야 한다. 일반적으로 내연기관의 효율은 20% ~ 30% 정도이므로, 이를 고려하면,
기관 마력 = 10,150 x 0.25 = 약 2,540 kW
(단위 환산: 1 kW = 1.34 마력)
따라서, 이 기관의 연료 마력은 약 2,540 kW, 즉 약 190 마력이 된다.
여기서 연소량 = 발열량 / 연소열효율
30분 = 0.5시간 이므로,
연료소비량 = 10,000 x 0.75 x (8 / 0.5) = 120,000 kcal/h
이 기관의 연소열효율을 알 수 없으므로, 연료소비량으로부터 연료 마력을 구할 수 없다. 하지만, 일반적으로 내연기관의 연소열효율은 30% ~ 40% 정도이다. 따라서, 연소열효율을 0.35로 가정하면,
연료 마력 = 120,000 x 0.35 / 4.18 = 약 10,150 kW
(단위 환산: 1 kcal/h = 0.00418 kW)
약 10,150 kW는 약 13,600 마력에 해당한다. 하지만, 이는 순수한 연료 마력이며, 기관의 효율을 고려해야 한다. 일반적으로 내연기관의 효율은 20% ~ 30% 정도이므로, 이를 고려하면,
기관 마력 = 10,150 x 0.25 = 약 2,540 kW
(단위 환산: 1 kW = 1.34 마력)
따라서, 이 기관의 연료 마력은 약 2,540 kW, 즉 약 190 마력이 된다.
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