귀여운 촌아의 작은상자

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 1-86.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 1-86

1℃ 상승 당 효율 증가량을 다른 온도 단위에 대해서 변환하여 나타낸다.

풀이: (a) 켈빈 K 단위는 섭씨 ℃ 단위는 눈금 간격(크기)가 같으므로 상승 효율은 3%로 같다.

(b) 화씨 ℉와 (c) 랭킨 R는 온도 눈금 간격이 다음과 같다.

따라서 1℉, 1R 증가할 때 효율 증가는 다음과 같다.

열전달 3-157.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

3-157

벽을 제외한 집의 나머지 부분은 모두 같다고 가정하며 벽을 통한 열전달은 1차원 열전달이다.

벽의 열적 물성치는 일정하고 균일한 값을 가진다.

표 3-8을 이용하여 각각의 열저항 값을 구하면 전체 열저항 값은 다음과 같다.

따라서 표준 R-2.4 m²•℃/W 골조 벽으로 만든 집이 열저항 R-value가 더 크므로 집 안을 난방 할 때 외부로 유출되는 열 에너지가 작다.

반대로 냉방 할 때 내부로 유입되는 열 에너지가 작으므로

난방 또는 냉방에 소모되는 에너지가 적어지므로 표준 R-2.4 m²•℃/W 골조 벽으로 만든 집이 더 효율적이다.

열전달 3-117.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

3-117

정상상태이며 열전도도 및 열대류열전달계수는 일정하고 균일한 값을 가진다.

직사각형 휜이 부착된 부분의 휜 유용성과 휜의 효율을 이용한 열전달률을 구하기 위해

휜이 없을 때의 열전달률과 휜이 있을 때 최대 열전달률을 각각 구하면 다음과 같다.

직사각형 휜이 없다고 가정했을 때 부착된 부분에서의 열전달률은 다음과 같다.

직사각형 휜의 최대 열전달률은 직사각형 휜의 표면온도가 바닥온도와 같을 때이다.

(a) 표 3-3을 이용한 휜의 효율은 다음과 같다.

열전달률은 직사각형 휜의 최대 열전달률을 이용하여 구할 수 있다.

따라서 휜의 유용성은 다음과 같다.

(b) 그림 3-43을 이용한 휜의 효율은 다음과 같다.

따라서 그림 3-43에서 직사각형 휜의 선을 보면 효율은 약 81%정도가 된다.

그러므로 열전도율과 유용성은 각각 다음과 같다.