Heat engine의 기본구조

소개

Heat engine의 기본구조

목차

Production of Power From Heat
The Steam Power Plant
Regenerative Cycle
내부 연소 엔진
The Otto Engine
Diesel Engine
The Gas-Turbine Power Plant

본문내용

복사에너지가 지표면을 불균일하게 가열함으로 생기는 풍력, 달과 지구의 인력에 의한 조력등이 이에 해당합니다. 하지만 이러한 에너지원들은 특정 지역에서만 주로 얻어질 수 있는 특징이 있기 때문에 인류가 요구하는 에너지 필요량을 충당할 수 없습니다. 인류에게 필요한 에너지는 수 천년 동안 지구에 저장된 화석에너지가 대신하였고, 이러한 화석에너지는 열에너지를 통해 인류에게 보다 유용한 에너지원으로 바뀌게 됩니다. 본 강의록 부분에서는 이러한 열에너지를 에너지원으로 사용한 Heat engine의 기본구조에 대해 알아보고자 합니다.

The Steam Power Plant

Heat Engine중 가장 단순하고 이상적인 것은 Carnot-engine입니다. Carnot-engine의 구조는 다음과 같습니다.

일정한 고온(TH)에서 열 QH를 흡수한다.
단열팽창하면서 W만큼의 일을 한다.
일정한 저온(TC)에서 열 QC를 방출한다.
단열압축하면서 원 상태로 되돌아 온다.

이 Carnot-engine은 작동유체로 이상기체가 사용됩니다. 하지만 실제 엔진에서는 주로 steam을 작동유체로 씁니다. 하지만 실제 엔진의 구조는 Carnot-engine의 구조와 그리 크게 다르지 않습니다. 그림 1은 단순한 수증기 동력 기관을 보여줍니다.

이 Carnot-engine을 TS(온도-엔트로피) 선도로 표현하면 다음과 같습니다.
(그림. 2)

1 TH라는 등온에서 열을 흡수한다.(그러므로 TS선도에서 수평선을 가짐)
2 Turbine에서 가역 단열팽창한다.(그러므로 TS선도에서 수직선을 가짐)
3 TC라는 등온에서 열을 배출한다.(그러므로 TS선도에서 수직선을 가짐)
4 Pump에서 가역 단열압축한다.(그러므로 TS선도에서 수직선을 가짐)

참고자료

· 없음