비체적, 체적효율 뜻(feat.공조냉동기계기사 문제 중)

23년 1회 기출문제이다

아래문제 중 비체적, 체적효율

단어 개념정리 좀 해봤다

 

1. 비체적

 

비체적(比體積, Specific Volume)은 물질 1kg당 차지하는 부피를 의미합니다.

즉, 물질의 단위 질량당 부피를 나타내는 값으로, 일반적으로 다음과 같은 단위를 사용합니다:

 

비체적=부피/질량

 

비체적은 열역학에서 자주 사용되는 개념으로, 특히 기체나 증기의 상태를 나타낼 때 중요합니다.

냉동 사이클에서 냉매의 상태를 나타낼 때 비체적은 냉매의 흡입 또는 토출 시 체적을 계산하는 데 사용됩니다.

 

예를 들어, 냉매가 압축기에서 흡입되는 경우, 흡입 증기의 비체적을 알면 질량 흐름률에 따라 냉매가 차지하는 부피를 계산할 수 있습니다. 이 부피는 압축기가 처리해야 할 냉매의 양과 압축기 성능에 영향을 미치므로, 냉동 공학에서는 매우 중요한 변수입니다.

 

2. 체적효율

 

*체적효율(Volumetric Efficiency)**은 압축기나 펌프에서 중요한 성능 지표로,

압축기나 펌프가 이론적으로 처리할 수 있는 최대 흡입 공기(또는 냉매) 량과 실제로 흡입된 공기량의 비율을 나타냅니다. 간단히 말해서, 압축기가 이론적으로 처리할 수 있는 양에 비해 실제로 얼마나 많은 양을 처리하는지를 보여주는 효율입니다.

 

체적효율은 다음과 같이 정의됩니다:

 

체적효율ηv = 실제 흡입된 기체량이론적인 최대 흡입량/이론적인 최대 흡입량​×100

 

체적효율이 100%에 가까울수록 압축기는 설계된 최대 용량에 가까운 공기나 냉매를 흡입하고 있다는 뜻입니다. 하지만 현실에서는 다양한 요인 때문에 체적효율이 100%에 도달하지 못합니다. 주로 다음과 같은 요인들이 체적효율에 영향을 미칩니다:

1. 압축기 내부의 누설: 압축기의 피스톤, 밸브 등에서 기체가 새어나갈 수 있어 실제 흡입되는 공기나 냉매의 양이 줄어듭니다.
2. 열팽창: 흡입된 공기가 압축 과정에서 열을 받아 팽창하면 더 적은 공기나 냉매가 실린더에 들어갈 수 있습니다.
3. 흡입 압력과 토출 압력의 차이: 흡입과 토출 간 압력 차이가 클수록 체적 효율이 낮아집니다.

냉동 시스템에서 체적효율이 중요한 이유는, 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 체적효율이 낮으면, 압축기가 원하는 만큼의 냉매를 충분히 압축하지 못해 냉동 효율이 떨어지게 됩니다.