열효율 열기관에서 열을 일로 바꾸는 데 효율
η= QH−QLQH
성적계수 : 냉동기관에서 성능을 나타내는 값
공식
냉동기 COPR=TLTH−TL
열펌프 COPHP=THTH−TL
COPHP=COPR + 1
2020년 6월
> 다음 중 가장 큰 에너지는?
❶ 100kW 출력의 엔진이 10시간 동안 한 일
② 발열량 10000 kJ/kg의 연료를 100kg연소시켜 나오는 열량
③ 대기압 하에서 10℃의 물 10m3를 90℃로 가열하는데 필요한 열량( 단, 물의 비열은 4.2kJ/(kgㆍK)이다.)
④ 시속 100 km로 주행하는 총 질량 2000kg인 자동차의 운동에너지
2019년 4월
> 효율이 40%인 열기관에서 유효하게 발생되는 동력이 110kW 라면 주위로 방출되는 총 열량은 약 몇 kW 인가?
정답: 165
해설: 효율=출력입력=Q1−Q2Q1
0.4=110Q1
Q1=1100.4=275kW
Q1−Q2=110kW
Q2=Q1-110=275-110=165kJ
> 축 동력 10kW, 냉매순환량 33kg/min인 냉동기에서 증발기 입구 엔탈피가 406kJ/kg, 증발기 출구 엔탈피가 615kJ/kg, 응축기 입구 엔탈피가 632kJ/kg 이다. ㉠실제 성능계수와 ㉡이론 성능계수는 각각 얼마인가?
2019년 3월
> 시간당 380000 kg의 물을 공급하여 수증기를 생산하는 보일러가 있다. 이 보일러에 공급하는 물의 엔탈피는 830 kJ/kg이고, 생산되는 수증기의 엔탈피는 3230 kJ/kg이라고 할 때, 발열량이 32000 kJ/kg인 석탄을 시간당 34000 kg씩 보일러에 공급한다면 이 보일러의 효율은 약 몇 %인가?
2018년 4월
> 증기 압축 냉동 사이클로 운전하는 냉동기에서 압축기 입구, 응축기 입구, 증발기 입구의 엔탈피가 각각 387.2kJ/kg, 435.1kJ/kg, 241.8kJ/kg일 경우 성능계수는 약 얼마인가?
정답: 3.0
> Brayton 사이클에서 압축기 소요일은 175kJ/kg, 공급열은 627kJ/kg, 터빈 발생일은 406kJ/kg로 작동될 때 열효율은 약 얼마인가?
더보기
정답: 0.368
해설: 유효열량공급열량 = 406−175627 = 0.368
> 매시간 20kg의 연료를 소비하여 74kW의 동력을 생산하는 가솔린 기관의 열효율은 약몇 %인가? (단, 가솔린의 저위발열량은 43470kJ/kg이다.)
더보기
정답: 31
해설: 74×360020×43470×100 = 30.64%
참고 1kW = 1kJ/s = 1x3600kJ/h
2017년 8월
> 어떤 냉장고의 소비전력이 2kW이고, 이 냉장고의 응축기에서 방열되는 열량이 5kW라면, 냉장고의 성적계수는 얼마인가? (단, 이론적인 증기압축 냉동사이클로 운전된다고 가정한다.)
더보기
정답: 1.5
해설: COP = QeW=Qc−WW=5−22
> 증발온도 -30˚C, 응축온도 45˚C에서 작동되는 이상적인 냉동기의 성적계수는?
더보기
정답: 3.2
해설: COP = TLTH−TL=−30+273(45+273)−(−30+273)
2017년 5월
> 출력 10000kW의 터빈 플랜트의 시간당 연료소비량이 5000 kg/h이다. 이 플랜트의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 연료의 발열량은 33440 kJ/kg이다.)
정답: 21.5
해설: 열효율 = 10000×3600500×33440
> 어느 증기터빈에 0.4kg/s로 증기가 공급되어 260kW의 출력을 낸다. 입구의 증기 엔탈피 및 속도는 각각 3000kJ/kg, 720m/s, 출구의 증기 엔탈피 및 속도는 각각 2500kJ/kg, 120m/s 이면, 이 터빈의 열손실은 약 몇 kW가 되는가?
2016년8월
> 카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도가 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이때 카르로 열펌프의 성적계수(COPHP)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPR)의 관계로 옳은 것은?
정답: COPHP=COPR + 1
2016년 5월
> 냉동실에서의 흡수 열량이 5 냉동톤(RT)인 냉동기의 성능계수(COP)가 2, 냉동기를 구동하는 가솔린 엔진의 열효율이 20%, 가솔린의 발열량이 43000kJ/kg 일 경우, 냉동기 구동에 소요되는 가솔린의 소비율은 약 몇 kg/h인가? (단, 1 냉동톤(RT)은 약 3.86kW 이다.)
> 오토 사이클의 압축비가 6인 경우의 이론 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비 = 1.4 이다.)