[열역학]5장. 사이클, 증기

사이클을 안하고 넘기려다가 간단하게 작성해본다.

지난번에 카르노사이클에 대해 포스팅했다.

다시 말하자면 이상적이고 가역적인 열기관사이클이다.

 

열기관이라는 것은 열을 받아 일을 하는 기관(기계)를 말한다.

예를 들어 수레를 보자.

물이 위치에너지와 운동에너지를 활용하여 수레를 돌리는데 

물을 위에서 아래로 하지말고 아래에서 끓여서 수증기를 위로 올려보자.

그럼 수레가 반대로 돌아가겠지.

이런게 열기관이다. 열을 이용해서 어떤 기계적인 힘을 만들어내는 것.

수레가 발전기가 되어 전기를 생성하면 터빈과 같은 원리이다.

 

여하튼 열기관 사이클을 보자면 오토, 디젤, 사바테, 브레이튼, 랭킨 등등이 있다.

여기서 오토, 디젤, 사바테, 브레이튼은 공기 표준 사이클이라고도 불린다.

작동유체가 공기라는 것이다.

물론 해석을 쉽게하기 위해서 이상기체로 간주하고 하겠지만 어쨋든 기체이다.

 

오토는 가솔린, 즉 휘발유 엔진의 사이클에 대해 설명하고

디젤은 경유사이클

브레이튼은 제트엔진 사이클이다.

Q. 제트엔진은 뭔데요?

A. 설비의 구조상으로 보면 다르다. 공기를 흡입 압축시키면서 폭발시키고, 공기로 뜨거워진 제트엔진을 냉각도 시킨다.

    그러니깐 따로 냉각수 같은걸 쓰지 않는 다는 점에서 다르다.

 

각각의 사이클은 지난번에 말했듯이 T-S선도 P-V선도로 같이 외워야한다. 

시계방향 반시계방향 하면서 그려보면 쉽게 외울 수 있을것이다.

이것으로 사이클을 마치며 하나 더 말하자면 냉각사이클은 반대방향으로 돌아간다는 것이다.

 

다음은 증기를 알아보도록 하자.

증기를 왜 배우냐면 위에서 말한 랭킨사이클의 작동유체이고, 랭킨사이클을 적용한 것이 보일러-터빈이다.

즉 전기를 생성하는 기초적인 사이클이기 때문에 가장 중요한 사이클이라고 볼 수 있다.

 

Q. 증기가 우리가 말하는 수증기를 말하나요?

A. 여기서 말하는 증기는 이것저것 다 말합니다. 다음 내용을 봅시다.

 

물을 끓으면서 변하는 상태를 서술해보겠다.

과냉액-포화액-습증기-건포화증기-과열증기

순이다.

과냉액은 그냥 물이고 포화액은 끓을랑 말랑 할때

습증기는 끓는 상태라 물과 수증기가 섞인상태

건포화증기는 이제 물이 다 수증기가 됬을 때

과열증기는 이 수증기를 계속 데워서 더 부피가 커졌을 때이다.

건도로 보자면 과열증기로 갈수록 상승하고, 습도는 반대로 감소하겠지.

 

증기선도도 마찬가지로 Pv선도 TS선도가 있는데, TS선도 하나만 외우면 충분할 것 같다.

 

이상으로 열역학을 마치겠다.