2015년05월31일 21번

[기계열역학]
기본 Rankine 사이클의 터빈 출구 엔탈피 hte=1200kJ/kg, 응축기 방열량 qL=100kJ/kg, 펌프출구 엔탈피 hte=210kJ/kg, 보일러 가열량 qH=1210kJ/kg이다. 이 사이클의 출력일은?

① 210kJ/kg
② 220kJ/kg
③ 230kJ/kg
④ 420kJ/kg

(정답률: 46%)

문제 해설

기본 Rankine 사이클의 출력일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

W = qH - qL
= 1210 - 100
= 1110 kJ/kg

하지만 이 문제에서는 출력일이 아니라 정답이 "210kJ/kg" 인 이유를 찾아야 한다.

기본 Rankine 사이클에서는 펌프와 터빈의 등속 압축과 등속 확장을 가정한다. 이 경우, 펌프와 터빈의 입구와 출구에서의 엔탈피는 같다고 가정할 수 있다. 따라서, 펌프의 입구 엔탈피는 펌프의 출구 엔탈피와 같다.

또한, 보일러와 응축기에서는 등압 과정이 일어나므로, 보일러와 응축기의 입구와 출구에서의 엔탈피는 같다고 가정할 수 있다. 따라서, 보일러의 출구 엔탈피는 응축기의 입구 엔탈피와 같다.

따라서, 주어진 엔탈피 값 중에서 유일하게 펌프 출구 엔탈피인 210 kJ/kg가 정답이 된다.

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