공정히터의 역할이 뭔지 아시는분있나요..? TS선도를 그렸을때 공정히터로 인해서 어떤점이 바뀌는지 궁금합니다.. 시험문제에서는 공정히터가 추가되었는데.. 공정히터가 어떤 목적으로 추가되었는지 모르겠습니다.
일반적인 regenerative rankine cycle그림에서는 공정히터가 없는데, 공정히터라는게 와 있는 건가요…
답변
랭킨사이클 중에서도 재열/재생사이클은 열역학 사이클 문제 중에서도 가장 난해하고 까다로운 문제입니다. 시간도 엄청 오래 걸려서 연습하기도 힘들죠.
하지만 정확하게 열역학 1법칙과 상태량표를 보는 방법, 그리고 각 과정에서의 원리만 알면 시간만 오래 걸리는 그냥 별 것 아닌 문제입니다.
학생이 질문하신 내용이 시험 문제라고는 했으나 제가 풀어드리는 것은 어려울 것 같으므로 저 문제와 아주 비슷한 예제를 아래에 풀이했으니 잘 보시고 공부하시길 바랍니다.
다시 한번 말씀드리지만, 절대로 암기해서 외우지 마세요. 원리/원칙 하에 차근차근 식을 정리하면서 내용을 이해하면서 공부하시길 바랍니다.
사이클 문제를 푸는 데에 있어서 가장 중요한 것은 T-s 선도를 제대로 그리는 것입니다. 문제를 천천히 읽고 중요한 내용을 꼭 옆에다가 메모하세요. 하나의 정보라도 놓치면 문제를 푸는 데에 어려움이 생길 수 있습니다.
상태량 표를 어려워하는 친구들이 많은데 제 “열역학 한방에 끝내기” 들으신 분이라면 이정도는 껌이겠죠?
다시 한번 말씀드리지만 개념적으로 어려운 것이 많다면 반드시 열역학 한방에 끝내기를 수강하시길 바랍니다.
다시 한번 말씀드리지만, 펌프일 하나 조차도 암기로 하는 것이 아닙니다.
저는 시간 관계상 이렇게 식으로 표현했지만 모두 열역학 1법칙 개방계로 표현된다는 사실 다 알고 계시죠?
만약 모르시겠다면 아래의 영상을 통해 반드시 개방계에서의 열역학 1법칙을 유도하는 방법을 익히고 문제를 푸시길 바랍니다.
습증기표와 과열증기표는 잘 구분하셔서 사용하셔야겠습니다.
또한 터빈을 빠져나가는 순간에서 실수로 건도가 1인 saturated vapor라고 생각하면서 문제를 푸시는 분들이 많은데, 반드시 건도가 1 이하일 수도 있다는 사실을 명심하시고 문제를 푸셔야겠습니다.
이러한 이유로 처음에 문제를 잘 읽고 T-s 선도를 잘 그리는 것이 무엇보다 중요하겠죠?
한가지 팁은 이전에 그린 T-s 선도에 자기가 구한 엔탈피 값이나 중요한 결과값을 잘 정리하는 것입니다.
생각보다 이렇게 정리를 안하는 친구들이 많은데
정리를 하지 않으면 엔탈피 값을 찾으려고 매번 시험지를 왔다갔다 하는 문제가 생깁니다.
그러는 과정에서 실수도 잦아지고
자꾸 결과값도 다르면 공부에 흥미가 떨어지겠죠?
재열/재생 사이클에서 가장 중요한 파트인 Energy Balance 입니다.
문제를 차근차근 읽으면서 정확하게 식을 세우는 것이 중요합니다.
어차피 우리는 구해야 하는 목표는 열효율이기 때문에
질량을 1 kg/s라고 가정해도 전혀 문제가 없을 겁니다.
때문에 60%라는 의미를 0.6 kg/s라고 바꿔서 표기하는 것도 문제푸는 센스! 가 되겠습니다.
드디어 학생분께서 질문하신 공정 히터 부분에 왔네요.
사실 공정 히터(Process Heater)는 별 건 아니고,
터빈에서 빠져나온 따뜻한 공기를 외부에서 히터로 사용하는 것 같습니다.
때문에 만약 공정 히터가 있는 상황에서 열효율을 계산한다면,
바로 열효율의 분자에 해당하는 일 생성량에다가 공정 히터를 통한 열공급까지 더해야 해야 하는 것이죠.
왜냐하면 이는 전체적인 시스템이 사용자를 위해 일한 어떤 효과에 해당하기 때문입니다.
다시 한번 정리합니다.
공정 히터는 말 그대로 터빈에서 나온 따뜻한 공기를 외부로 열전달 시켜 히터로써 쓰는 것을 말합니다.
최종적으로 열효율은 아래와 같이 잘 계산되겠습니다.
열역학 한방에 끝내기와 열역학 제대로 끝내기에는
훨씬 더 개념을 이해하기에 좋고, 다양한 문제가 수록되어 있습니다.
혼자서 열역학 공부가 어려우신 분들은 강의를 통해 꼭 부족한 부분을 채우실 수 있으면 좋겠습니다.
감사합니다.
