✋ 노즐속도(등앤트로피팽창) 1️⃣ 1[MPa], 150[℃]의 압축공기가 단면축소 노즐을 통하여 0.5[MPa] 74[℃] 상태로 등엔트로피 팽창할 때 노즐에서의 분출속도[m/s]를 계산하시오. (단, 공기의 정압비열(Cp)은1.0053[kJ/kg·K], 입구속도는 무시하고 압력은 절대압력이다.)

공기의 정열비열계산

공기의몰질량(M) : 29, Cv : 정열비열, 기체상수 : R

$$ C_p-C_v=R에서 R=\frac{8.314}{M}[kJ/kg\cdot K] \\ C_v=C_p-R=1.0053-\frac{8.314}{29}=0.71861 $$

$$ k=\frac{C_p}{C_v}=\frac{1.0053}{0.7186}=1.398 $$

$$ w_2=\sqrt{2\frac{k}{k-1}\times R\times T_1\times\{1-(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}\}} $$

$$ =\sqrt{2\times\frac{1.4}{1.4-1}\times \frac{8.314}{29}\times(273+150)\times \{1-(\frac{500}{1000})^\frac{1.4-1}{1.4}\}} \\ =390.531[m/s] $$

😽J5 보일러 자동제어 2️⃣ 3요소식 수위제어 블록선도에서 해당되는 용어를 [보기]에서 찾아 쓰시오.(이미지참고)

✋ 오리피스(유량계산) 3️⃣ 안지름 80[㎜]인 관로에 설치된 오리피스의 지름이 20[㎜]이다. 이 관로에 물을 유동시켰더니 오리피스 전후에서 압력수두의 차이가 120[㎜]발생했을 때 유량[L/min]을 계산하시오. (단, 유동계수는 0.66 이다.)

교축비계산

$$ m=(\frac{D_2}{D_1}^2) $$

$$ =(\frac{0.02}{0.08})^2=0.0625 $$

유량계산

$$ Q=C\times A\times \frac{1}{\sqrt{1-m^2}}\times \sqrt{2\times g\times h} $$

$$ =0.66\times \frac{\pi}{4}\times 0.02^2\times \frac{1}{\sqrt{1-0.0625^2}}\times \sqrt{2\times 9.8\times 0.12}\times 60\times 100 \\ =19.116[L/\min] $$