화공기사 2017년 4회 기출 풀이(31번,32번,33번,34번,35번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 32번, 33번, 35번

31. 다음 중 나머지 셋과 서로 다른 단위를 갖는 것은?

 ① 열전도도÷길이

 ② 총괄열전달계수

 ③ 열전달속도÷면적

 ④ 열유속(heat flux)÷온도

정답 : 3번

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열전도도 : kcal/h ℃ m

총괄열전달계수 : kcal/h ℃ ㎡

열전달속도 : kcal/h

열유속 : kcal/㎡ h

달달 외우고 있긴 힘들수도 있는데

알고 있는 공식들을 총동원해서 단위를 맞춰가면 된다.

예를 들면 무차원수 중 넛셀 넘버는 hD/k 이다.

즉, h의 단위에 길이 단위를 곱하면 k의 단위이다.

또 열전달속도 = kAdT/dl 같은 식을 이용해도 좋다.

총괄열전달계수 = 1/(1/ho + ~ + ~ ) 같은 식을 이용해도 좋다.

ㅇㅇ flux는 ㅇㅇ /(면적*시간) 정도 알고 있으면 좋다. 

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32. Fourier 의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

 ① 전열속도는 온도차의 크기에 비례한다.

 ② 전열속도는 열전도도의 크기에 반비례한다.

 ③ 열플럭스는 전열면적의 크기에 반비례한다.

 ④ 열플럭스는 표면계수의 크기에 비례한다.

정답 : 1번

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열전달속도 = kAdT/dl

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33. 정압비열이 1cal/gㆍ℃ 인 물 100g/s 을 20℃ 에서 40℃ 로 이중 열교환기를 통하여 가열하고자 한다. 사용되는 유체는 비열이 10cal/gㆍ℃ 이며 속도는 10g/s, 들어갈 때의 온도는 80℃ 이고, 나올 때의 온도는 60℃ 이다. 유체의 흐름이 병류라고 할 때 열교환기의 총괄열전달 계수는 약 몇 cal/㎡ㆍsㆍ℃ 인가?

(단, 이 열교환기의 전열 면적은 10㎡ 이다.)

 ① 5.5

 ② 10.1

 ③ 50.0

 ④ 100.5

정답 : 1번

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먼저 대수평균온도차 부터 구해보자.

병류이므로, ΔT1 = 80-20 = 60, ΔT2 = 60-40 = 20

ΔT(Logmean squre) = (60-20)/ln(60/20) = 36.41

Q = UAΔT(LM)

Q = cmΔT = 1cal/gㆍ℃ * 100g/s * 20℃ = 2000 cal/s

U = 2000 cal/s / (10㎡*36.41℃) = 5.49 cal/s ㎡ ℃

필답 때 어차피 해야하는 부분이다.

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34. 수분을 함유하고 있는 비누와 같이 치밀한 고체를 건조시킬 때 감률건조기간에서의 건조속도와 고체의 함수율과의 관계를 옳게 나타낸 것은?

 ① A

 ② B

 ③ C

 ④ D

정답 : 4번

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물질의 건조특성을 묻고 있는데 외워주는 게 좋겠다.

감률건조기간에서 물질에 따라 건조특성이 나타난다.

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35. 농축조작선 방정식에서 환류비가 R 일 때 조작선의 기울기를 옳게 나타낸 것은?

(단, 는 탑저 제품 몰분율이고, 는 탑상 제품 몰분율이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 4번

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농축조작선 방정식은,

y = R/(R+1) + /(R+1)

외워두자.

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