2021년 에너지관리기사 2회차 21번

Question

노즐에서 임계상태에서의 압력을 P_c , 비체적을 v_c , 최대유량을 G_c , 비열비를 k 라 할 때, 임계단면적에 대한 식으로 옳은 것은?

Accepted Answer

이 문제는 노즐의 임계 상태에서의 질량 유량과 관련된 공식을 묻고 있습니다. 핵심 개념은 **질량 보존 법칙**과 **이상 기체 상태 방정식**을 이용하여 노즐의 임계 단면적을 유도하는 것입니다. 임계 상태에서의 질량 유량($G_c$)은 임계 압력($P_c$), 임계 비체적($v_c$), 비열비($k$)와 다음과 같은 관계를 가집니다. $G_c = \sqrt{\frac{k}{v_c} \frac{P_c}{T_c}}$ 여기서 $T_c$는 임계 온도입니다. 이상 기체 상태 방정식($Pv = RT$)을 이용하면 $T_c = \frac{P_c v_c}{R}$이므로, 이를 위 식에 대입하고 비열비와 가스 상수($R$)의 관계($kR = c_p - c_v$)를 활용하면 최종적으로 임계 단면적에 대한 식으로 다음과 같은 형태를 얻게 됩니다. $	ext{Area}_c = \frac{G_c}{P_c} \sqrt{\frac{v_c}{k}}$ 따라서 보기 3번인 $G_c \sqrt{\frac{v_c}{

2021년 에너지관리기사 2회차 21번 - 기출문제 및 해설

문제 1