열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 3-108

열역학 3-108.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

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문제 3-108

주어진 초기 및 최종 상태를 상태량 선도에 표시하고 과정의 방향을 화살표로 나타낸다.

풀이: (a) 주어진 압력과 비체적에서 온도는 부록의 압력에 따른 포화 물표 A-5 Saturated water-Pressure table TABLE A-5를

참고하거나 EES를 이용하면 포화 온도는 다음과 같고,

주어진 압력과 비체적에서는 포화액-증기 혼합 상태이다. 이때 주어진 압력 변화 구간에서는 등온 과정으로 압력 변화가 일어난다.

그러므로 200kPa과 400kPa에서 상태는 부록 또는 EES를 이용하여 다음과 같다.

즉, 압력 변화에 따라 과열증기에서 포화증기, 포화액-증기 혼합, 포화액, 압축액으로 상태가 변하는 것을 알 수 있다.

이를 EES를 이용하여 구하면 아래와 같다.

EES를 이용하여 P-v 선도에 나타내면 먼저 Plots 메뉴의 Property Plot을 선택하고

 

유체를 물 Water를 선택한 후 Type을 P-v로 선택하고 온도를 133.52로 수정한다.

이때 불필요한 선들을 체크를 해제하여 나타나지 않도록 한다.

 

그러면 133.5℃ 등온선을 포함한 기본적인 P-v 선도를 구할 수 있으며, 여기에 압력 변화에 따른 점을 추가하기 위해 Plots 메뉴의 Overlay Plot을 선택한다.

 

Overlay Plot 관련 설정 창에서 X-Axis(x축)는 비체적 v[i]를, Y-Axis(y축)는 압력 P[i]를 선택한다.

 

그러면 아래와 같이 압력 변화에 따른 변화가 P-v선도에 나타나게 된다.

 

위와 같이 얻어진 P-v 선도를 알아보기 쉽게 수정하면 다음과 같다.

(b) 주어진 온도와 비체적에서 압력은 부록의 온도에 따른 포화 물표 A-4 Saturated water-Temperature table TABLE A-4를

참고하거나 EES를 이용하면 포화 압력는 다음과 같고,

주어진 온도와 비체적에서는 포화액-증기 혼합 상태이다. 이때 주어진 압력 변화 구간에서는 비체적이 일정한 과정으로 압력 변화가 일어난다.

그러므로 EES를 이용하여 위와 같은 방법으로 T-v 선도에 나타내면 다음과 같다.