열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 2-64

열역학 2-64.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 2-64

바람이 일정하게 불고 있는 지점에서 공기의 단위 질량 당 역학적 에너지와 풍력 터빈을 이용한 생산 가능 전력과 효율에 따른 실제 전력 생산량을 계산한다.

가정: 바람은 일정하고 균일하게 불고 있다. 발전 설비의 효율과 공기의 밀도는 일정하다. 바람의 역학적 에너지는 모두 터빈으로 전달된다고 가정한다.

풀이: 바람의 역학적 에너지는 운동 에너지만 가지고 있으며, 단위 질량 당 운동 에너지는 다음과 같다.

이 때 직경 50m의 터빈을 통과하는 공기의 질량 유량은 다음과 같다.

그러므로 바람의 역학적 에너지를 모두 전력으로 생산할 수 있다면 생산 가능한 전력은 다음과 같이 계산된다.

이때 풍력 발전 설비의 전체 효율이 30%라면 전력 생산량은 다음과 같다.