知識・記憶レベル
難易度: ★
図に示すような流動系の動力発生システム(例えばタービン)において,質量流量$G\,\rm{[kg/s]}$の作動流体が,比エンタルピ$h_1\,\rm{[J/kg]}$,流速$w_1\,\rm{[m/s]}$,位置ヘッド$z_1\,\rm{[m]}$でシステムに入り,比エンタルピ$h_2\,\rm{[J/kg]}$,流速$w_2\,\rm{[m/s]}$,位置ヘッド$z_2\,\rm{[m]}$で排出され,定常状態を維持している.
このとき,システムには周囲から$\dot{Q}\,\rm{\textrm{[W]}}$の熱量が加えられているものとして,このシステムの出力$\dot{L}\,\rm{\textrm{[W]}}$を求めよ.
ただし,重力加速度を$g\,\rm{[m/s^2]}$とする.
%=image:/media/2015/01/22/142192379487350900.png:
\[Gh_1+\frac{1}{2}Gw_1^2+Ggz_1+\dot{Q}=Gh_2+\frac{1}{2}Gw_2^2+Ggz_2+\dot{L}\]
\[\dot{L}=\dot{Q}+G(h_1-h_2)+\frac{1}{2}G(w_1^2-w_2^2)+Gg(z_1-z_2)\]