2016년 에너지관리기사 1회차 33번

Question

건조 포화증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 15\ \mathrm{kJ/kg} 만큼 작아진다. 노즐 입구에서의 속도를 무시할 때 노즐 출구에서의 속도는 약 몇 \mathrm{m/s} 인가?

Accepted Answer

이 문제는 에너지 보존 법칙, 특히 단열 과정에서의 엔탈피 변화와 운동 에너지 변화의 관계를 이용합니다. 노즐 내에서 단열적으로 흐르는 증기는 엔탈피 감소를 통해 운동 에너지 증가로 전환됩니다. 문제에서 주어진 엔탈피 감소량($15 \ \mathrm{kJ/kg}$)은 출구에서의 운동 에너지 증가량과 같으며, 이를 통해 출구 속도를 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **단열 과정:** 외부와의 열 교환이 없는 과정입니다. * **에너지 보존 법칙:** 시스템 내 에너지의 총량은 일정하게 유지됩니다. * **엔탈피:** 시스템의 내부 에너지와 압력-부피 곱의 합으로, 유동 시스템에서 에너지의 한 형태입니다. **정답 이유:** 단열 과정에서 노즐 입구의 속도를 무시할 때, 엔탈피 감소량은 출구에서의 운동 에너지 증가량과 같습니다. 즉, $h_{in} - h_{out} = \frac{1}{2} v_{out}^2$ 입니다. 문제에서 $h_{in} - h_{out} = 15 \ \

2016년 에너지관리기사 1회차 33번 - 기출문제 및 해설

문제 1