귀여운 촌아의 작은상자

열역학 2-120.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

문제 2-120

kWh 당 가격이 싼 심야 전기를 이용하여 밤에 저수지에 양수한 후, 낮 동안 발전할 때, 이 시스템의 연간 잠정 수입을 계산한다.

가정: 양수 또는 발전 과정은 모두 정상 작동 과정이다. 저수지와 호수의 높이차는 일정하며 물의 밀도는 일정하고 균일하다.

문제에 주어진 과정에서 마찰 손실 등은 고려하지 않는다.

풀이: 저수지와 호수의 수면 높이차는 일정하므로 심야 전기를 이용하여 펌프-모터를 통해 물을 저수지로 퍼 올릴 때,

물의 역학적 에너지 변화는 다음과 같고,

펌프-모터에 필요한 전력은 다음과 같다.

따라서 하루 동안 사용한 전기료는 다음과 같다.

저수지의 물을 이용하여 터빈-발전기로 발전할 때 발전 전력은 다음과 같다.

하루 동안 생산된 전력을 모두 판매했을 때 수입은 다음과 같다.

그러므로 펌프-터빈 시스템의 연간 잠정 수입은 다음과 같다.

열역학 2-112.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

문제 2-112

주어진 풍속에서 일정한 rpm으로 회전하고 있는 풍력터빈의 발생 동력, 날개 끝 속도, 수입을 계산한다.

가정: 풍력 터빈은 정상상태로 가동된다고 가정한다.

공기는 풍력 터빈의 날개에 수직하게 불고 있으며, 공기의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 풍력 터빈의 날개를 통과하는 공기의 질량 유량은 다음과 같이 계산된다.

(a) 이 풍력 터빈의 효율은 35%이므로 생산되는 동력은 다음과 같다.

(b) 주어진 분당 회전수를 이용하여 날개 끝 속도는 다음과 같이 계산된다.

(c) 풍력 터빈의 연간 전력 생산량은 다음과 같고,

생산된 전력으로 연간 얻는 수입은 다음과 같다.

열역학 2-70.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

문제 2-70

대형 풍력 터빈에 일정한 풍속으로 바람이 불 때, 풍력 터빈의 전체 효율과 24시간 동안 생산되는 에너지량과 수입을 계산한다.

가정: 바람은 일정하고 균일하게 불고 있다. 공기의 밀도는 일정하다.

풍력 터빈으로 불어오는 공기의 역학적 에너지는 모두 전력으로 생산된다고 가정한다.

풀이: 풍력 터빈을 통과하는 바람의 역학적 에너지는 운동 에너지 형태뿐이며, 바람의 운동 에너지는 모두 터빈으로 전달된다.

이 때 풍력 터빈으로 들어가는 질량 유량은 다음과 같고,

풍력 터빈에서 생산되는 전력은 다음과 같다.

따라서 24시간 동안 생산되는 에너지량은 다음과 같고,

하루 동안의 수입은 다음과 같다.