18.어떤 냉동 사이클에 있어서 증발온도가 -15℃일 때 포화액의 엔탈피를 100㎉/㎏, 건조포화 증기의 엔탈피를 150㎉/㎏, 증발기에 유입되는 습증기의 건조도 X=0.25 라면, 이 냉동 사이클의 냉동 능력은?

해설

냉동 사이클의 냉동 능력을 계산하기 위해 주어진 데이터를 사용하겠습니다. 증발기에 유입되는 습증기의 건조도 ( X )가 0.25이므로, 습증기의 엔탈피 ( h )는 포화액의 엔탈피와 건조포화 증기의 엔탈피 사이의 선형적인 관계를 가집니다. 이를 계산하면: [ h = h_f + X \cdot (h_g - h_f) ] 여기서: ( h_f )는 포화액의 엔탈피로 100㎉/㎏입니다. ( h_g )는 건조포화 증기의 엔탈피로 150㎉/㎏입니다. ( X )는 습증기의 건조도로 0.25입니다. 따라서 습증기의 엔탈피 ( h )는: [ h = 100 + 0.25 \cdot (150 - 100) ] [ h = 100 + 0.25 \cdot 50 ] [ h = 100 + 12.5 ] [ h = 112.5 , ㎉/㎏ ] 증발기에서의 냉동 효과는 습증기의 엔탈피에서 포화액의 엔탈피를 뺀 값입니다: [ q = h - h_f ] [ q = 112.5 - 100 ] [ q = 12.5 , ㎉/㎏ ] 냉동 능력은 증발기에서 제거되는 열량으로, 시간당 냉매의 질량 흐름률에 냉동 효과를 곱한 값입니다. 질량 흐름률이 주어지지 않았으므로, 냉동 능력은 냉매 1㎏당 12.5㎉로 계산됩니다. 이는 냉매 1㎏이 증발기를 통과할 때마다 제거되는 열량입니다. 실제 냉동 시스템에서는 냉매의 질량 흐름률을 알아야 전체 시스템의 냉동 능력을 계산할 수 있습니다. 답을 12.5라고 할수 있습니다. 답이 37.5가 되려면 시간당 3Kg이 흐른다고 제시 해줘야 합니다.