화공기사 2022년 1회 기출 풀이(46번,47번,48번,49번,50번)

 

 

* 46번~50번

46. 건조장치 선정에서 가장 중요한 사항은?

 ① 습윤상태

 ② 화학포텐셜

 ③ 선택도

 ④ 반응속도

 

정답 : 1번

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뭐..건조장치에서 중요한 걸 물어봤으니 '습윤상태'로 손이 간다.

화학포텐셜은 보통 열역학에서 나오는 용어고,

선택도는 추출에서 나오는 용어

반응속도는 반응공학..

뭐 다른보기들도 관계가 있을 수는 있겠으나

1번을 고르기에 무리는 없어보인다.

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47. 정류탑에서 50mol%의 벤젠-톨루엔 혼합액을 비등 액체 상태로 1000 kg/h의 속도로 공급한다. 탑상의 유출액은 벤젠 99mol% 순도이고 탑저 제품은 톨루엔 98mol%을 얻고자 한다. 벤젠의 액조성이 0.5일 때 평형증기의 조성은 0.72이다. 실제 환류비는?

 (단, 실제 환류비는 최소 환류비의 3배이다.)

 ① 0.82

 ② 1.23

 ③ 2.73

 ④ 3.68

 

정답 : 4번

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15년 2회 40번 문제와 숫자 살짝 다르고 거의 같은 문제이다.

https://for-freeedom.tistory.com/229

화공기사 2015년 2회 기출 풀이(36번,37번,38번,39번,40번)

15년 2회 40번 문제와 숫자 살짝 다르고 거의 같은 문제이다.

최소환류비를 구한다음 3을 곱해서 실제환류비를 구하도록 해보자.

최소환류비는 $y=\frac{R}{R+1} x+\frac{x_{D}}{R+1}$ (조작선)식에 x', y', $x_{D}$ 를 대입해서 구할 수 있다.

x', y' : 원료공급선(q선)과 평형선의 교점

q선 식은 다음과 같다.

$y=-\frac{q}{1-q} x+\frac{x_{F}}{1-q}$

비등 액체상태로 공급한다고 했으므로, q=1

양변에 1-q를 곱해서 정리해준 다음에 q=1을 대입해보자.

$x=x_{F}=0.5$

벤젠 액조성이 0.5일 때 평형증기조성이 0.72이라고 주어졌으므로,

따로 평형선을 활용할 필요는 없다.

그래서 x'=0.5, y'=0.72 이다.

$x_{D}=0.99$ (탑상 벤젠 조성)

세 값을 조작선 식에 대입하면,

0.72 * (R+1) = R * 0.5 + 0.99

0.72R - 0.5R = 0.99 - 0.72

최소환류비 R = 0.27/0.22 = 1.227272...

실제환류비 = 1.227272...*3 = 3.681818... 

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48. 열전도도가 0.15 kcal/m·h·℃인 100mm 두께의 평면벽 양쪽 표면 온도차가 100℃일 때, 이 벽의 1㎡ 당 전열량(kcal/h)은?

 ① 15

 ② 67

 ③ 150

 ④ 670

 

 

정답 : 3번

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푸리에법칙

열전도도가 클수록, 면적이 넓을수록, 두께는 얇을수록, 온도차는 클수록 전열량은 많다. 

단위 적당히 맞춰보면서 실수하지 않도록..

전열량(kcal/h) = 열전도도(kcal/m·h·℃) × 면적(㎡) ÷ 두께(m) × 온도차(℃)

0.15 × 1 ÷ 0.1 × 100 = 150 (kcal/h)

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49. 무차원 항이 밀도와 관계없는 것은?

 ① 그라스호프(Grashof) 수

 ② 레이놀즈(Reynolds) 수

 ③ 슈미트(Schmidt) 수

 ④ 너셀(Nusselt) 수

 

정답 : 4번

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레이놀즈 수야 워낙 기본적인 수이고,

너셀 넘버까지는 공부해두는 게 좋아보인다.

레이놀즈 수 : \( Re = \frac{\rho u D}{\mu} \)

너셀 수 : \( Nu = \frac{hD}{k} \)

그라스호프 수 : \( Gr = \frac{g D^{3} \rho^{2} \beta \Delta t}{\mu^{2}} \)

슈미트 수 : \( Sc = \frac{\mu}{\rho D} \)

밀도 \( \rho \) 가 없는 것은 너셀 수이다.

너셀 수를 알고있다면 풀 수 있게끔 나왔다.

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50. 낮은 온도에서 증발이 가능해서 증기의 경제적 이용이 가능하고 과즙, 젤라틴 등과 같이 열에 민감한 물질을 처리하는데 주로 사용되는 것은?

 ① 다중효용 증발

 ② 고압 증발

 ③ 진공 증발

 ④ 압축 증발

 

정답 : 3번

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압력을 낮추면 끓는점이 낮아지는 원리를 이용한 증발 방법이다.

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