한방에 끝내기 문제풀이에서만 냉동사이클을 풀어드리고, 제대로 끝내기는 아직 오픈이 되지 않아서 많은 학생들이 열펌프 또는 냉동사이클에 대해 공부하고 싶은데 좋은 풀이를 찾지 못하는 것 같습니다. 가장 기본적인 실제 사이클을 바탕으로 문제를 풀어보며 한방에 끝내보도록 합시다.
답변
가장 간단한 문제는 보통
이상 증기-압축 냉동사이클인데
살짝 한 가지 얹은
실제 증기-압축 냉동사이클을 풀어보도록 하겠습니다.
문제 자체를 이해하지 못하는 친구들이 많은데
항상 문제는 잘 정리하고
이를 T-s선도와 함께 이해하는 과정이 필요합니다.
T-s 선도 중에 어떤 구간이 압축기인지 컨덴서인지는 아셔야하고,
문제를 꼼꼼이 읽으면서
문제에서 제공하는 정보가 무엇인지 놓치시면 안되겠습니다.
제가 문제를 바탕으로 아래와 같이
T-s선도에 정보를 표시했는데
주황색 글씨로 써져있는 부분을 주의깊게 보시길 바랍니다.
충분한 연습을 통해
모든 사이클 문제는 이와 같이 풀이를 시작하셨으면 좋겠습니다.
그리고 문제에서 요구하는 값은 개념을 통해서 바로바로 식으로 정리하여
내가 이 문제를 구하기 위해서 필요한 정보가 무엇일지 전략을 먼저 세우고 들어가는 방식으로 사이클 문제를 접근하셔야
복잡하고 계산이 많은 사이클 문제에 실수를 줄이실 수 있겠습니다.
상태량표 보는 방법은 제 사이트에 정리되어 있는 많은 문제를 통해 훈련이 되셨을 것 같습니다.
아직도 상태량표를 보는 것이 어려운 분들은 아래의 링크에서 공부 다시 하고 오시길 바랍니다.
[상태량표 관련 문제 모음]
등엔트로피 과정을 기반으로 2s까지 잘 구하셨다면
나머지는 어려운 것이 없으실 겁니다.
교축과정이 왜 isenthalpic 과정인지 모르는 친구들이 많은데
교축(throttling)과정에 대해서는 확실한 이해를 하고 문제를 푸셔야겠습니다.
아래의 링크를 통해
교축과정의 원리에 대해서도 잘 공부해보시길 바랍니다.
이제 답을 구하기 위해서
구한 값들을 대입하는 산수만 남았네요.
마지막까지 실수하지 않고 잘 구하시면 되겠습니다.
사이클 문제를 대할 때 대충 솔루션 보고 답을 받아적듯 푸는 친구들이 많습니다.
아니, 심지어 상태량표도 모르고 열역학 1법칙도 모르는 상태에서 어떻게 접근할지도 모르는 친구들이 대부분입니다.
사이클은 기계열역학의 꽃입니다.
지난 열역학에서
- 밀폐계/개방계의 열역학 1법칙
- 상태량표
등을 확실하게 공부하지 못한 분들은 여기에서 많은 어려움을 느낍니다.
하지만 저는 분명히 말씀드릴 수 있는 것이…
사이클 문제는 단순/반복/계산 문제에 불과하다는 것입니다.
정말 원리만 알고 간단하면
이보다 쉬운 문제도 없을 정도로 쉽습니다.
다행히 제가 열역학 한방에 끝내기 또는 제대로 끝내기에서 많이 강의를 한 바 있고,
또한 사이트에 많은 사이클 문제를 이미 잘 정리해두었습니다.
[사이클 문제]
- (영상) 랭킨 사이클에서의 부호
- 냉동사이클 (p-h 선도, COP, Win)
- 랭킨 재열/재생 사이클-공정 히터(Process Heater)는 무엇인가?
- 열역학적 상태량(엔탈피)을 구할 때 언제 상태량표를 보고 언제 CpdT를 적용하는거야?
- 카르노사이클에서의 단열관계식 적용
하나 하나 놓치지 않고
꼼꼼이 자기 스타일로 체득화하여
어떤 문제가 와도 유연하게 풀 줄 아셔야겠습니다.
오늘도 열심히 공부하시길 바랍니다.
감사합니다.
