[기계(일반, 건설) 기사] 열역학 공식 및 개념집

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⑸ 교축변화 throttling(조름 팽창, 비가역 정상류, 등엔탈피변화) : 유체가 밸브, 콕, 작은 구멍 등의 좁은 통로를 흐를 때 마찰이나 난류 등으로 인하여 압력이 급격히 낮아지는 현상(속도 증가)이며 또한 이 때 주위와 열교환이 없는 것으로 가정하고 일을 하지 않는 단열유동상태변화로 취급한다. 교축과정은 비가역 변화의 대표적인 예로 등엔탈피 과정이라고 하며 노즐유동, 오리피스 유동, 팽창밸브 등이 있다. 다른 표현으로, 밸브나 오리피스 등의 미소한 단면을 증기가 통과하면서 압력과 온도가 저하되고 외부에 일을 남기지 않으며 정상류 비가역과정으로 열전달도 없는 등엔탈피 과정을 교축과정이라 한다. 유체가 교축되면 유체의 마찰이나 와류 등의 난류현상이 일어나 압력의 감소와 더불어 속도가 감소하는데 이때 속도에너지의 감소는 열에너지로 바뀌어 유체에 회수되므로 엔탈피는 원래의 상태로 복귀되어 등엔탈피 과정이 되는 것이다. 또한 교축 전후의 엔탈피는 일정하므로 이 변화는 h-s선도에서는 수평선으로 표시된다. 완전가스의 교축과정은 등엔탈피 변화로 압력강하가 수반되며 온도는 변화하지 않는다. 그러나 냉동기의 냉매로 사용되고 있는 암모니아, 탄산가스, 공기 등과 같은 실제가스의 교축변화시에는 등엔탈피 과정으로 압력강하와 함께 온도 저하 현상이 수반된다. 이러한 현상을 줄-톰슨 효과라 한다.

<중 략>

<2> 열역학 제 1법칙(질량 보존의 법칙)
- 열과 일은 모두 에너지의 한 형태로서 열과 일은 본질적으로 같고, 열은 일로, 일은 열로 서로 전환이 가능하고, 열과 일 사이에는 일정한 비례관계가 성립한다.
① 가역이나 비가역 과정을 막론하고 성립
② 에너지 보존에 관한 법칙으로 제 1종 영구기관의 존재를 부정하는 법칙이다.

참고 자료

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