[건설기계기술사 제140회 1교시 10번]

1)

• 랭킨 사이클의 4가지 주요 구성 요소: 펌프, 보일러, 터빈, 응축기
• T-s 선도 상의 각 상태점(1, 2, 3, 4) 및 포화액-포화증기 곡선
• 단열 압축 (펌프): 등엔트로피 과정 (s1 = s2)
• 정압 가열 (보일러): 증기 발생 및 과열 증기 형성 (P 일정)
• 단열 팽창 (터빈): 등엔트로피 과정 (s3 = s4)
• 정압 방열 (응축기): 증기 응축 및 급수 펌프로 회수 (P 일정)

2)

• 열효율의 정의: 순 일량 / 공급된 열량
• 각 과정에서의 엔탈피 변화량을 통한 에너지 계산
• 펌프 소요 일량 (w_p = h2 - h1)
• 보일러 공급 열량 (q_in = h3 - h2)
• 터빈 발생 일량 (w_t = h3 - h4)
• 응축기 방출 열량 (q_out = h4 - h1)

공식: $\eta_{th} = W_{net} / Q_{in}$, $\eta_{th} = (Q_{in} - Q_{out}) / Q_{in} = 1 - Q_{out} / Q_{in}$, $\eta_{th} = ((h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)) / (h_3 - h_2)$

풀이 순서: 각 상태점(1, 2, 3, 4)에서의 엔탈피 값 결정 → 보일러에 공급된 총 열량 (Q_{in} = h_3 - h_2) 계산 → 터빈에서 발생한 일량 (W_t = h_3 - h_4) 계산 → 펌프에서 소모된 일량 (W_p = h_2 - h_1) 계산 → 전체 순 일량 (W_{net} = W_t - W_p) 계산 → 열효율 공식에 따라 순 일량과 공급 열량을 대입하여 열효율 도출