2019년03월03일 24번
[기계열역학] 어떤 기체 동력장치가 이상적인 브레이턴 사이클로 다음과 같이 작동할 때 이 사이클의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 온도(T)-엔트로피(S) 선도에서 T1=30℃, T2=200℃, T3=1060℃, T4=160℃이다.)
- ① 81%
- ② 85%
- ③ 89%
- ④ 92%
(정답률: 38%)
문제 해설
이 사이클의 열효율은 (열효율 = (효율적인 열효율 - 실제 열효율) / 효율적인 열효율)로 구할 수 있다. 이상적인 브레이튼 사이클에서 효율적인 열효율은 (T3-T4) / T3 = 0.875이다.
실제 열효율은 (Q1-2+Q3-4) / Q1-4로 구할 수 있다. Q1-2는 T1에서 T2로 가는 과정에서의 열량이고, Q3-4는 T3에서 T4로 가는 과정에서의 열량이다. Q1-4는 T1에서 T4로 가는 과정에서의 열량이다.
T1에서 T2로 가는 과정에서의 열량은 S2-S1로 구할 수 있다. T3에서 T4로 가는 과정에서의 열량은 S3-S4로 구할 수 있다. T1에서 T4로 가는 과정에서의 열량은 (S2-S1) + (S3-S4)로 구할 수 있다.
따라서, 실제 열효율은 ((S2-S1) + (S3-S4)) / ((S2-S1) + (S3-S4) + (S1-S4)) = 0.85이다.
따라서, 이 사이클의 열효율은 85%이다.
실제 열효율은 (Q1-2+Q3-4) / Q1-4로 구할 수 있다. Q1-2는 T1에서 T2로 가는 과정에서의 열량이고, Q3-4는 T3에서 T4로 가는 과정에서의 열량이다. Q1-4는 T1에서 T4로 가는 과정에서의 열량이다.
T1에서 T2로 가는 과정에서의 열량은 S2-S1로 구할 수 있다. T3에서 T4로 가는 과정에서의 열량은 S3-S4로 구할 수 있다. T1에서 T4로 가는 과정에서의 열량은 (S2-S1) + (S3-S4)로 구할 수 있다.
따라서, 실제 열효율은 ((S2-S1) + (S3-S4)) / ((S2-S1) + (S3-S4) + (S1-S4)) = 0.85이다.
따라서, 이 사이클의 열효율은 85%이다.
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