3-42.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 3-42


포화 수증기가 증기원동소의 터빈에서 빠져나가 냉각수가 흐르는 관 외부에서 응축될 때, 응축률을 이용하여 냉각수로의 열전달률을 계산한다.

가정: 문제에 주어진 과정은 정상 상태이다. 포화 수증기에서 응축된 물은 포화 액 상태라고 가정한다.

풀이: 증기원동소의 터빈을 빠져나가는 30℃의 포화 수증기의 증발 잠열은 온도에 대한 포화 물 표 TABLE A-4 Saturated water-Temperature table을 참고하면 다음과 같다.


관의 외부에서 응축률이 주어져 있으므로 포화 수증기에서 냉각수로의 열전달률은 다음과 같다.


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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.


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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.


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열역학 2-9.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 2-9


저수지 아래의 수력 터빈-발전기 시스템을 설치할 때 전력 생산 용량을 결정한다.

가정: 저수지 수면의 높이는 일정하게 유지되며, 수력 터빈-발전기 시스템을 통과한 물의 역학적 에너지는 매우 작다고 가정한다.

풀이: 저수지의 물은 흐르지 않고 있으므로 터빈-발전기 시스템으로 전환할 수 있는 에너지는 위치에너지뿐이다.
따라서 저수지 물의 단위 질량당 역학적 에너지는 다음과 같다.


따라서 최대 전력 생산량은 다음과 같다.


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열전달 3-80.docx



열전달 HEAT AND MASS TRANSFER 4th Edition SI Units.

Fundamentals and Applications

-YUNUS A. CENGEL

-AFSHIN J. GHAJAR    

-유성연, 김경훈, 김병철, 김창녕, 이종붕, 조형희 공역

McGraw-Hill




3-80


시간에 따른 변화가 없기 때문에 정상 열전달이며, 통관의 열전달은 반경방향의 1차원 열전달로 가정한다.

열전달계수와 열전도도는 모든 면에서 균일하고 일정한 값을 가지며 다른 열적 물성치는 일정하다고 가정한다.

통관은 40증기에 모두 노출되어 있다.

 

통관의 단위 길이당 내부면 및 외부면의 면적은 다음과 같다.


이 때 각 부분의 열저항은 다음과 같다.


따라서 통관의 단위 길이당 증기에서 통관으로 전달되는 열전달률은 다음과 같다.


115kg/h비율로 증기를 응축하는데 필요한 열전달률은 다음과 같다.


따라서 필요한 통관의 길이는 다음과 같다.

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