열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 2-66

열역학 2-66.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 2-66

일정한 질량 유량의 바람이 풍력 터빈으로 흘러가며 터빈의 회전 속도도 일정할 때, 공기의 평균 속도와 터빈의 변환 효율을 계산한다.

가정: 바람의 질량 유량은 일정하고 균일하며, 터빈의 회전 속도 또한 일정하다. 공기의 밀도는 일정하다.

바람의 역학적 에너지는 모두 터빈으로 전달된다고 가정한다.

풀이: 풍력 터빈의 분당 회전수와 날개 끝단 속도를 이용하여 터빈 날개의 직경을 구하면 다음과 같다.

(a) 따라서 공기의 평균속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

공기의 역학적 에너지는 운동 에너지만 가지고 있으며, 단위 질량 당 운동 에너지는 다음과 같다.

(b) 따라서 터빈의 변환 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.