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에너지관리기사 열관리 · 증기표와 증기선도

Steam Tables and Mollier Diagram

증기의 상태량은 숫자로 정밀하게 읽는 증기표와 과정을 한눈에 그리는 증기선도로 찾으며, 세로축이 엔탈피 h, 가로축이 엔트로피 s인 몰리에 선도에서는 터빈의 엔탈피 낙차를 세로 길이로 바로 읽는다. 포화선 x = 1을 경계로 위는 과열증기, 아래는 습증기이고, 과열증기는 등압선과 등온선이, 습증기는 등압선과 등건도선이 만나는 점으로 상태가 정해진다. 그림은 몰리에(h-s) 선도 위에 포화선과 지금 상태점을 찍고, 고른 등압 · 등온 · 등건도선을 겹쳐 그려요. 선 버튼으로 세 가지 선을 켜고 끄며, 엔트로피와 포화선 위 엔탈피 여유 슬라이더로 상태점을 옮기면 h와 s 값이 함께 바뀌어요.

증기 상태를 읽는 두 도구

증기의 상태량은 두 가지로 찾는다. 숫자로 정밀하게 읽는 증기표, 한눈에 과정을 그리는 증기선도. 특히 세로축이 엔탈피 h, 가로축이 엔트로피 s인 몰리에 선도(h-s)는 터빈에서 떨어지는 엔탈피 낙차를 세로 길이로 바로 읽을 수 있어 실무에서 많이 쓴다.

👀 몰리에 선도(h-s)를 쓰는 까닭
①세로축이 h, 가로축이 s이므로 터빈 일을 세로 낙차로 바로 읽는다
②단열(등엔트로피) 팽창은 아래로 곧게 내려가는 수직선으로 그려져요
③포화선을 경계로 위는 과열증기, 아래는 습증기 영역이다

선도 위 상태점 읽기

6.5 kJ/kg·K
200 kJ/kg
📏 선도에서 값을 읽는 순서
①먼저 상태가 포화선 위(과열)인지 아래(습증기)인지 가린다
②과열증기는 등압선과 등온선이 만나는 점으로 상태를 정해요
③습증기는 등압선과 등건도선(x)이 만나는 점으로 정한다
④그 점에서 수직으로 내려 s를, 수평으로 옮겨 h를 읽는다

증기표 보간의 기본

표 사이 선형 보간
y = y1 + (y2 - y1)·x - x1x2 - x1
표에 없는 압력 · 온도의 값 추정
습증기 상태량
φ = φf + x(φg - φf)
h, v, s, u 모두 건도 x로 보간
💡 증기표는 두 종류
①포화증기표는 압력(또는 온도) 하나로 hf, hg, vf, vg 등을 준다
②과열증기표는 압력과 온도 두 값으로 h, v, s를 줘요
③표에 없는 값은 이웃한 두 값으로 선형 보간한다

정리와 시험에서 묻는 것

🎯 시험에서 묻는 것
①몰리에 선도 = h-s 선도이고, 세로 낙차가 곧 터빈 일이다
②단열 가역 팽창 = 등엔트로피이고, 몰리에 선도에서 수직으로 내려간다
③포화선 위쪽은 과열증기, 아래쪽은 등건도선이 있는 습증기다
④과열증기표는 압력과 온도 두 값이 있어야 상태가 정해져요
⑤표에 없는 값은 이웃 두 값으로 선형 보간한다
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 몰리에 선도의 세로축과 가로축은? (답: 세로 엔탈피 h, 가로 엔트로피 s)
②[기출유형] 100℃에서 hf = 419, hg = 2,676일 때 x = 0.8인 습증기의 엔탈피는? (답: 419 + 0.8 × 2,257 = 2,224.6 kJ/kg)
③[기출유형] 단열 가역 팽창은 선도에서 어떤 선인가? (답: 등엔트로피선, 수직선)

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