제6장유체에너지의변환

소개

유체에너지 변환과정에 대한 교과서적 상세설명자료입니다.

목차

제 6 장 유체에너지의 변환
6.1 서론
1. 유체의 역학적 에너지
2. 동력으로 변환원리
3. 성능비교

본문내용

1. 유체의 역학적 에너지
역학적 에너지의 형태로 존재하는 자연에너지의 이용에 대해 설명한다. 하천수력, 풍력, 파력, 해류 및 조석 에너지 등이 여기에 속하며, 모두 물 혹은 공기 등의 유체가 보유하고 있는 에너지이다. 이와 같은 유체에너지의 근원은 일부를 제외하고 태양의 열에너지이며, 자연 상태에서 유체마찰에 의해 다시 열에너지로 환원된다. 대기권 내에 도달한 태양에너지의 1/3에 달하는 4×1010 MW가 유체에너지에 관여하고 있다고 알려져 있어, 지구규모의 총 유체에너지는 막대한 양이지만 현실적으로 이용 가능한 그 주에서 극히 일부에 지나지 않는다.
유체에너지는 동력으로의 변환이 원리적으로는 비교적 간단하기 때문에 오래전부터 양수, 제분 등에 이용되었으며 지금도 주요 에너지원의 하나이다. 그러나 수력발전으로 활용하는 양은 극히 적은 양이며 이는 유체에너지의 밀도가 낮기 때문이다. 이것은 100m의 물이 떨어질 때 에너지를 온도차로 환산하면 겨우 0.23℃에 지나지 않다는 것으로부터 알 수 있다. 수력발전의 경우 투자효율이 좋은 대규모 수력지점은 이미 개발되어 앞으로는 규모도 적고 에너지 밀도도 낮은 지점만이 대상으로 남아 다른 에너지원에 비해 경제성이 점점 더 불리해지고 있다. 이와 같은 사정은 대부분의 유체에너지가 동일하여, 장래 유체에너지의 활용기술 개발의 과제는 다량의 저밀도 에너지 유체를 값싸게 고밀도 에너지로 농축하여 이용할 수 있을까에 있다고 할 수 있다.
2. 동력으로 변환원리
유체에너지의 이용을 위해서는 이를 일단 기계적 일로 변환한다. 그 기본원리는 보통 운동하는 유체 속에 놓아둔 물체 표면에 유체가 가하는 유체의 힘 에 의해 의 속도로 움직이도록 하였을 때 그 물체를 통해 단위시간당 의 일을 위부에 하게 된다.
일정한 유동 가운데 있는 2차원 물체로서 그림 6.1과 같은 날개 모양을 생각하며, 날개가 힘 를 받아 일정 속도 로 움직이고 있다고 하자. 를 유제가 날개에 대해 상대운동속도에 의해 방향 성분인 항력 과 이것의 직각 방향 성분인 양력 으로 나누어 나타내면 날개에 의해 외부에서 얻을 수 있는 일은 다음과 같다.

참고자료

· 없음