귀여운 촌아의 작은상자

열역학 2-119.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 2-119

터빈-발전기 수력발전소의 전력 생산을 계산한다.

가정: 주어진 발전 과정은 정상 작동 과정이다. 물의 높이차는 일정하며, 파이프 등의 마찰 손실은 없다고 가정한다.

풀이: 물의 밀도는 일정하므로 터빈을 통과하는 물의 질량 유량은 다음과 같다.

터빈으로 전달되는 물의 역학적 에너지는 물의 위치 에너지 변화와 같으므로 다음과 같다.

따라서 터빈-발전기 혼합 효율을 고려한 전력 생산률은 다음과 같다.

열역학 2-74.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 2-74

열역학 2-63.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 2-63

저수지 아래의 수력 터빈-발전기를 통해서 전력이 생산될 때, 발전 설비의 터빈 효율과 터빈-발전기 혼합 효율을 계산한다.

가정: 저수지 수면의 높이와 물의 질량 유량은 일정하다. 터빈 출구에서 물의 역학적 에너지는 무시할 수 있다.

풀이: 저수지 물은 수력 터빈-발전기 장치를 지나면서 유동 에너지와 운동 에너지 변화는 없으므로 물의 위치 에너지로 전력을 생산한다.

따라서 터빈-발전기 장치의 위치를 기준으로 한 저수지 물의 단위 질량 당 위치 에너지는 다음과 같다.

그러므로 터빈으로 공급되는 역학적 에너지율는 다음과 같다.

이 때 발전설비의 터빈 효율은 다음과 같고

터빈-발전기 혼합 효율은 다음과 같다.

열역학 2-13.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 2-13

일정한 유량이 흐르는 강물에 댐을 건설하여 높이 차가 발생할 때 생산 가능한 전력을 계산한다.

가정: 강물의 유량과 댐으로 인한 높이 차는 일정하게 유지된다.

전력 생산 설치 출구의 물의 역학적 에너지는 무시할 만큼 작다고 가정한다.

강물의 밀도는 일정하고 균일하다고 가정한다.

풀이: 댐에 가두어진 물을 이용해서 발전기 설비로 전환할 수 있는 역학적 에너지는 위치에너지뿐이다.

따라서 댐에 가둬진 물의 단위 질량당 역학적 에너지는 다음과 같다.

주어진 유량에서 강물의 질량 유량은 다음과 같다.

그러므로 전력 생산 용량은 다음과 같다.

열역학 2-11.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-11

열역학 2-10.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

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-Yunus A. Cengel

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-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

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문제 2-10

일정한 속도로 바람이 부는 지점의 공기 단위 질량당 역학적 에너지와 풍력터빈에서 전력 생산 용량을 결정한다.

가정: 바람은 풍력 터빈 발전기의 날개에 수직하며 일정하고 균일하게 불고 있다고 가정한다. 공기의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 바람을 이용해서 풍력 터빈 발전기에서 전환할 수 있는 역학적 에너지는 운동에너지뿐이다.

따라서 공기의 단위 질량당 역학적 에너지는 다음과 같다.

이때 풍력 터빈 날개를 통과하는 공기의 질량 유량은 다음과 같다.

그러므로 전력 생산 용량은 다음과 같다.