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  1. 질소 $20\ mol\%$, 수소 $80\ mol\%$, 총 질량유속 $10\ kg/min$ 이다. 이때 질소의 질량 유속은? ($kg/hr$)
  2. $\cfrac{0.2\times 28\ kg/kmol}{0.2\times 28\ kg/kmol+0.8\times 2\ kg/kmol} =0.78$ 에서

    $\dot{m}_{{N}_{2}} =\cfrac{10\ kg}{min} \times \cfrac{0.78}{} \times \cfrac{60\ min}{hr} =466.67\ kg/hr$


  3. 물 $100\ kg$, 전압 $760\ mmHg$, 수소분압 $200\ mmHg$, 헨리상수 $5.19 × 107\ atm$이다. 이때 물속에 녹은 수소의 양은? ($Kg$)
  4. $P={x_{H}}_{2} \cdotp H\Longrightarrow {x_{H}}_{2} =\cfrac{200\ mmHg}{5.19\times 10^{7} \ atm\cdotp \tfrac{760\ mmHg}{atm}} =5.0705\times 10^{-9}$

    ${x_{H}}_{2} =\cfrac{\tfrac{W_{{H}_{2}}}{2\ kg/kmol}}{\tfrac{100\ kg_{H_{2} O}}{18\ kg/kmol} +\tfrac{W_{{H}_{2}}}{2\ kg/kmol}} =5.0705\times 10^{-9} \Longrightarrow W_{{H}_{2}} =5.63\times 10^{-8} \ kg$


  5. 벤젠 $45\%$, 톨루엔 $55\%$, 비점 $93.9℃$, 유입온도 $55℃$, 비열 $40$, 잠열 $7620$ 일 때, 공급곡선(q-line) 은?

    유입액이 비점이하 액체일 때, $q=1+\cfrac{C_{p}( t_{b} -t_{F})}{\lambda } =1+\cfrac{40\times ( 93.9-55)}{7620} =1.204$

    $y=\cfrac{q}{q-1} x+\cfrac{x_{F}}{q-1} =\cfrac{1.204}{1.204-1} x+\cfrac{0.45}{1.204-1}$

    $\therefore y=5.90x-2.21$


  6. 초산 $22\ kg$, 물 $80\ kg$, $isopropyl\ ether$ $100\ kg$
    $\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}
    \hline
    isopropyl\ ether\ 속\ 초산의\ 분율 & 0.03 & 0.045 & 0.06 & 0.075 & 0.09\\
    \hline
    물속\ 초산의\ 분율 & 0.1 & 0.15 & 0.2 & 0.25 & 0.3\\
    \hline
    \end{array}$
    추출되는 초산의 양은?
  7. $분배율\ m=\cfrac{추출상\ 조성\ Y}{추잔상\ 조성\ X} \Longrightarrow m=\cfrac{\tfrac{0.03}{0.1} +\tfrac{0.045}{0.15} +\tfrac{0.06}{0.2} +\tfrac{0.075}{0.25} +\tfrac{0.09}{0.3}}{5} =0.3$

    $추출율=1-\cfrac{1}{1+\tfrac{S\cdot m}{B}} ,\ ( S=추제,\ B=원용매) \Longrightarrow 1-\cfrac{1}{1+\tfrac{100\times 0.3}{80}} =0.2727$

    $\therefore 22\ kg\times 0.2727=6.00\ kg$


  8. 밀도 $1.15$, 배수구 직경 $3\ cm$, 탱크 수면에서부터 배수구까지의 높이 $3.2\ m$ 일 때, 액체가 나가는 유속은?
  9. $\cfrac{\Delta u^{2}}{2} =g\Delta Z\Longrightarrow \Delta u=\sqrt{2\times 9.8\ m/s^{2} \times 3.2\ m} =7.9196\ m/s$


  10. 내경 $0.0158\ m$, 길이 $500\ m$, 유속 $10\ m/s$, $fanning$ 계수 $0.0065$ 일 때, 압력 차이는?
  11. $F=4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c }
    4 & 0.0065 & 500\ m & ( 10\ m)^{2}\\
    \hline
     &  & 0.0158\ m & 2\cdotp s^{2}
    \end{array} =4197881.684\ kg_{f} /m^{2}$


  12. 추제비 $3$, 단수 $5$ 일 때, 추출률은?
  13. $\alpha =3,\ n=5$

    $\begin{eqnarray*}추출율( 향류다단추출) &=&1-\cfrac{\alpha -1}{\alpha ^{n+1} -1} =1-\cfrac{3-1}{3^{5+1} -1} =0.9973\\
    추출율( 다회추출) &=&1-\cfrac{1}{( \alpha +1)^{n}} =1-\cfrac{1}{( 3+1)^{5}} =0.9990\end{eqnarray*}$


  14. 열전도도 $0.2$, 두께 $300\ mm$, 온도가 각각 $500℃$, $250℃$ 일 때, 열손실은?
  15. $\cfrac{q}{A} =k\cfrac{\Delta T}{x} =\cfrac{0.2\ kcal}{m\cdot hr\cdot ℃ }\cfrac{250℃ }{0.3\ m} =166.67\ kcal/m^{2} \cdot hr$


  16. 압력 $1\ atm$, 온도 $37℃$, 공기 $1500\ m^3$ 중 수증기가 $10\ kg$ 존재한다. 포화수증기압이 $48.5\ mmHg$ 일 때, 절대습도와 상대습도는?
    1. $\begin{align*}
      P_{s} & = 48.5\ mmHg,\\
      P_{w} & =  \cfrac{nRT}{V} \\
      &=\begin{array}{ c|c|c|c|c|c|c }
      10\ kg & 1000\ mol & 8.314\ J & ( 273+37) \ K & & atm & 760\ mmHg\\ \hline
       & 18\ kg & mol\cdot K &  & 1500\ m^{3} & 101325\ Pa & atm
      \end{array} \\ & =  7.1599\ mmHg
      \end{align*}$

      $H_{a} =\cfrac{P_{w}}{P-P_{w}} \times \cfrac{18}{29} =\cfrac{7.16}{760-7.16} \times \cfrac{18}{29} =0.59\%\ kg_{H_{2} O} /kg_{DA}$

      $H_{r} =\cfrac{P_{w}}{P_{s}} =\cfrac{7.16\ mmHg}{48.5\ mmHg} =14.76\%$


  17. 절대압이 $0.051 kg_f/cm^2$, 대기압이 $700\ mmHg$ 일 때, 진공압($kg_f/cm^2$)과 진공도를 구하라.
  18. $절대압=대기압-진공압$ 이므로,

    $진공압=\begin{array}{ c|c|c|c }
    700\ mmHg & 101325\ N/m^{2} & kg_{f} & m^{2}\\\hline
     & 760\ mmHg & 9.8\ N & ( 100\ cm)^{2}
    \end{array} -0.05\ kg_{f} /cm^{2} =0.9023\ kg_{f} /cm^{2}$

    $진공도=\cfrac{진공압}{대기압}$ 이므로,

    $진공도=\cfrac{0.9023\ kg_{f} /cm^{2}}{0.9523\ kg_{f} /cm^{2}} =94.75\%$


  19. 슈미트 수는 무엇과 무엇의 비로 정의되는가?
  20. $N_{Sc} =\cfrac{\nu }{D_{v}} =\cfrac{\mu }{\rho D_{v}} =\cfrac{운동량\ 확산도}{물질\ 확산도}$


  21. 비가역 $1$차 회분 반감기가 $1000$ 초 일 때, 반응물이 초기의 $1/10$ 배가 될 때까지 걸리는 시간은?
  22. $\left(\cfrac{1}{2}\right)^{\tfrac{x}{1000}} =\cfrac{1}{10} \Longrightarrow \cfrac{x}{1000}\ln 0.5=\ln 0.1\Longrightarrow x=3321.93\ sec$


  1. 이론단수가 $9$ 이고 $HETP$가 $5\ m$ 일 때, 이론탑의 높이는?
  2. $\because HETP=\cfrac{충전\ 단\ 높이}{이론단수}$

    $H=9\times 5\ m\ =45\ m$


끝.

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  1. 복사능 $0.6$, 전열면적 $3\ m^2$, 온도 $100℃$ 인 물질이 복사능 $0.9$, 전열면적 $10\ m^2$, 온도 $300℃$ 인 물질 속에 둘러싸여 복사 전열이 일어날 때의 복사에너지의 크기는?
  2. $\epsilon _{1} =0.6,\ A_{1} =3\ m^{2} ,\ T_{1} =373\ K$

    $\epsilon _{2} =0.9,\ A_{2} =10\ m^{2} ,\ T_{2} =573\ K$

    $F_{1,\ 2} =\cfrac{1}{\tfrac{1}{f_{1,\ 2}} +\left(\tfrac{1}{\epsilon _{1}} -1\right) +\tfrac{A_{1}}{A_{2}}\left(\tfrac{1}{\epsilon _{2}} -1\right)}$ 에서,

    $\because A_{1} 이\ A_{2} 만\ 볼\ 결우\ f_{1,\ 2} =1$

    $F_{1,\ 2} =\cfrac{1}{\tfrac{1}{1} +\left(\tfrac{1}{0.6} -1\right) +\tfrac{3\ m^{2}}{10\ m^{2}}\left(\tfrac{1}{0.9} -1\right)} =\cfrac{10}{17}$

    $q=4.88A_{1} F_{1,\ 2}\left[\left(\cfrac{T_{1}}{100}\right)^{4} -\left(\cfrac{T_{2}}{100}\right)^{4}\right] =\begin{array}{ c|c|c }4.88
    \ kcal & 3\ m^{2} & 10\\\hline
    m^{2} \cdotp hr\cdotp K^{4} &  & 17
    \end{array} \times \left[\left(\cfrac{373\ K}{100}\right)^{4} -\left(\cfrac{573\ K}{100}\right)^{4}\right] =7616.51\ kcal/hr$


  3. 흡수탑에서 기체의 흡수를 증가시키는 3가지 방법은?
    1.  $k_{L} ,\ k_{G}$ 값을 크게 한다. $( k_{L} =총괄액상물질전달계수,\ k_{G} =총괄기체물질전달계수)$
    2. 기상과 액상의 접촉면적 및 접촉시간을 크게 한다.
    3. 농도차나 분압차를 크게 한다.


  4. 물이 있는 탱크의 높이가 $100\ cm$ 일 때 하부압력은? ($kg_f/cm^2$)

    $P=P_{0} +\Delta P,\ \Delta P=\rho gh$

    $P=\begin{array}{ c|c }
    1\ atm & 101325\ Pa\\
    \hline
     & atm
    \end{array} \ +\ \begin{array}{ c|c|c }
    1000\ kg & 9.8\ m & 1\ m\\
    \hline
    m^{3} & s &
    \end{array} =111125\ Pa$ 에서,

    $\begin{array}{ c|c|c }
    111125\ kg & kg_{f} & ( 1m)^{2}\\
    \hline
    m\cdotp s^{2} & 9.8\ N & ( 100\ cm)^{2}
    \end{array} =1.13\ kg_{f} /cm^{2}$


  5. 펌프 효율 ($η$) $50\%$, 비중 $0.9$, 높이 $25\ m$, 유량 $30\ m3/hr$, 지름 $0.01\ m$ 일 때 펌프의 동력은? ($hp$)
  6. $\eta W_{p} =\cfrac{\Delta P}{\rho } +\cfrac{\Delta u^{2}}{2} +g\Delta Z+h_{f}$ 에서,

    $0.8\times W_{p} =[ 0] +\left[\cfrac{9.8\ m}{s} \times 25\ m\right] +\left[\cfrac{( 106.1033\ m/s)^{2}}{2}\right] +[ 0] =599.38\ kg_{f} \cdot m/s$이므로,

    $W_{p} =\begin{array}{ c|c|c|c|c }
    599.38\ kg_{f} \cdot m & 30\ m^{3} & hr & 900\ kg & \\
    \hline
    s & hr & 3600\ s & m^{3} & 0.5
    \end{array} =8990.7\ kg_{f} \cdot m/s$

    $\therefore W_{p} =\begin{array}{ c|c }
    8990.7\ kg_{f} \cdot m & hp\\
    \hline
    s & 76\ kg_{f} \cdot m/s
    \end{array} =118.30\ hp$


  7. 정상상태이고 관경이 일정한 관 입구에서의 압력은 $\ 50kN/m^2$, 출구에서의 압력은 $90\ kN/m^2$ 이다.   관의 길이는 $400\ m$, 높이차는 $10\ m$ 이고, 레이놀즈수는 $40000$ 이다.   펌프가 한 일이 $150\ J/kg$ 일 때, 마찰손실은? (단, 유체는 물이다.)
  8. $\eta W_{p} =\cfrac{\Delta P}{\rho } +\cfrac{\Delta u^{2}}{2} +g\Delta Z+h_{f}$ 에서,

    $150\ J/kg=\left[\cfrac{( 90000-50000) \ N/m^{2}}{1000\ kg/m^{3}}\right] +\left[\cfrac{9.8\ m}{s} \times 10\ m\right] +[ 0] +h_{f}$이므로,

    $\therefore h_{f} =12\ m^{2} /s^{2}$


  9. 평판 A의 두께는 $10\ cm$, 열전도도는 $5\ kcal/m\cdot hr\cdot℃$ 이고,   평판 B의 두께는 $5\ cm$, 열전도도는 $0.1\ kcal/m\cdot hr\cdot ℃$ 이다.   평판 $A$쪽 내부 온도는 $200℃ $이고, 평판 $B$쪽 외부 온도가 $20℃ $일 때, 단위 면적당 열손실은?
  10. $\cfrac{q}{A} =\cfrac{\Delta T}{\tfrac{l_{1}}{k_{1}} +\tfrac{l_{2}}{k_{2}}} =\cfrac{180℃ }{\tfrac{0.1\ m}{0.5\ kcal/m\cdotp hr\cdotp ℃ } +\tfrac{0.05\ m}{0.1\ kcal/m\cdotp hr\cdotp ℃ }} =346.15\ kcal/m^{2} \cdotp hr$


  11. 차압식 유량계의 원리와 종류 3가지는?
    1. 유체가 흐름으로써 생기는 차압을 이용하여 유체의 유량을 측정하는 방식
    2. 오리피스, 벤츄리, 피토관, 노즐


  12. 비중 $0.9$, 점도 $2\ cP$, 관 내경 $10\ cm$ 이고 유속이 $1\ m/s$ 일 때, 평균유속은?
  13. $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c }
    10\ cm & 100\ cm & 0.9\ g & cm\cdot s\\
    \hline
     & s & cm^{3} & 0.02\ g
    \end{array} =45000 >4000$ 이므로 난류.

    $\because u_{average}( 난류) =0.8u_{max}$

    $\therefore u_{average} =0.8\times 1\ m/s=0.8\ m/s$


  14. 점도 $8\ P$, 평판 사이의 간격 $4\ mm$, 전단력 $0.1\ kg_f/cm^2$이고, 한 쪽 평판은 고정되어 있을 때 다른 쪽 판의 속도는? ($m/s$)
    1. $\mu =8\ P=0.8\ kg/m\cdotp s$

      $\tau =\begin{array}{ c|c|c }
      0.1\ kg_{f} & ( 100\ cm)^{2} & 9.8\ kg\cdot m/s^{2}\\
      \hline
      cm^{2} & 1\ m^{2} & kg_{f}
      \end{array} =9800\ kg/m\cdot s^{2}$

      $\tau =-\mu \cfrac{du}{dy} \Longrightarrow \int\nolimits ^{0.004\ m}_{0} \tau dy=\int\nolimits ^{u}_{0} \mu du\Longrightarrow 0.004\ m\times 9800\ kg/m\cdot s^{2} =0.8\ kg/m\cdot s^{2}$

      $\therefore u=49\ m/s$


  15. 벤젠(B)과 톨루엔(T)의 혼합액이 있다. $1\ atm$ 에서 벤젠의 기상 몰분율은?   (단, 순수한 성분의 증기압은 각각 1520mmHg, 260mmHg이다.)
  16. $P=x_{B} P'_{B} +( 1-x_{B}) P'_{T} \Longrightarrow x_{B} =0.3968$

    $\therefore y_{B} =\cfrac{x_{B} P'_{B}}{P} =\cfrac{0.3968\times 1520\ mmHg}{760\ mmHg} =0.79$


  17. $f = 0.0072$ 일 때 마찰손실은?

  18. 밸브의 사용 목적 및 원리를 설명하시오.
    1. 게이트 밸브
      1. 유량의 개폐.
      2. 유체 흐름과 직각으로 움직이는 문의 상하운동에 의해 유량 조절.
    2. 글로브 밸브
      1. 유량의 세밀한 조절.
      2. 수도꼭지와 같으며, 유체가 밸브의 디스크 옆을 거쳐서 흐르게 되어 섬세한 유량을 조절할 수 있다.
    3. 체크 밸브
      1. 유체의 역류 억제.
      2. 한 방향으로 흐르지만 역 발향으로는 자동적으로 폐새되어 유체 흐름 차단.

  19. ?

끝.

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필기

기출문제 뺑뺑이 5개년 이상 돌립시다. 더 이상의 설명은 없다.

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  1. 필답형 모음

  2. 2013년 4회

  3. 2014년 1회

  4. 2015년 2회

  5. 2016년 1회

  6. 2016년 2회

  7. 2017년 1회

실기: 작업형

걍 알아서 공부하셈 ^_~*

참고 사이트

  1. 네이버 카페: 화공월드

  2. Mathcha

  3. Quizlet

도전 과제

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운명의 장난
시험에서 일점 혹은 한문제 차이로 불합격하기.2014.
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럭키가이
시험에서 일점 혹은 한문제 차이로 합격하기.
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도장깨기
시험에서 만점으로 합격.
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아 글쎄 전공했다니까요
화공 기사 자격 갖기.

버킷리스트™에서 보기


끝.

붙임 #1: [아 글쎄 전공했다니까요] 업적 달성


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  1. 비중 $1.84$ 인 유체를 펌프를 이용하여 높이 $30\ m$로 유출시키려고 한다. 손실수두는 $20\ m$, 유입관경 $10\ cm$    출구관경이 $5\ cm$ 이고 입구에서의 속도 $50\ cm/s$이다 펌프의 효율이 $80%$ 일 때 실제 펌프의 동력은? (단위 : $W$)
  2. $u_{2} =\cfrac{A_{1}}{A_{2}} u_{!} =\cfrac{( 0.1\ m)^{2}}{( 0.05\ m)^{2}} \times 0.5\ m/s=2\ m/s$ 이고,

    $\eta W_{p} =\cfrac{\Delta P}{\rho } +\cfrac{\Delta u^{2}}{2} +g\Delta Z+h_{f}$ 에서,

    $0.8\times W_{p} =[ 0] +\left[\cfrac{9.8\ m}{s} \times 30\ m\right] +\left[\cfrac{( 2\ m/s)^{2} -( 0.5\ m/s)^{2}}{2}\right] +\left[\cfrac{9.8\ m}{s} \times 20\ m\right]$이므로,

    $W_{p} =614.84375\ m^{2} /s^{2}$

    $\therefore P=W_{p} \cdot \dot{m} =\begin{array}{ c|c|c|c }618.84375\ J & 0.5\ m & \pi \cdot ( 0.1\ m)^{2} & 1840\ kg\\\hline kg & s & 4 & m^{3}\end{array} =4471.58\ W$  


  3. ?

  4. 외관의 내경 $0.33\ m$, 내관의 외경 $0.17\ m$, 관 길이 $200\ m$ 액체가 물일경우 이중관 유로에서 압력강하를 구하시오 ($\rho=1000\ kg/ms, \mu=0.001\ kg/m\cdot s, Q=1\ m^3/hr$)

    $D_{e} =D_{o} -D_{i} =0.16\ m,\ A=\left(\cfrac{\pi \cdotp ( 0.33\ m)^{2}}{4}\right) -\left(\cfrac{\pi \cdotp ( 0.17m)^{2}}{4}\right) =0.0628\ m^{2} ,$

    $u=\cfrac{Q}{A} =\cfrac{1}{0.0628\cdotp 3600} =4.067\times 10^{-3} \ m/s,$

    $Re=650.72< 2100$ 이므로 층류흐름이고 $f=\cfrac{16}{Re} =0.024588$

    $h_{f} =\cfrac{\Delta P}{\rho } =4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c }4 & 0.024588 & 200\ m & ( 0.004067\ m/s)^{2}\\\hline &  & 0.16\ m & 2\end{array} =0.0010167\ m^{2} /s^{2}$

    $\therefore \Delta P=0.0010167\ m^{2} /s^{2} \times 1000\ kg/m^{3} =1.02\ kg/m\cdotp s^{2}$ 


  5. ?

  6. 질량유량 $314\ g/s$ 이고 점도 $10\ cP$ 직경 $10\ cm$ 일 때 레이놀즈 수를 구하고 층류 및 난류인지 판별하라
  7. $u=\cfrac{314\ g}{s} \times \cfrac{cm^{3}}{1\ g} \times \cfrac{4}{\pi \cdotp ( 10\ m)^{2}} =3.998\ cm/s$ 일 때,

    $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c }10\ cm & 3.998\ cm & 1\ g & cm\cdot s\\\hline & s & cm^{3} & 0.1\ g\end{array} =399.8< 2100$ 이므로 층류.


  8. $50℃$에서 포화습도가 $0.086$이고 포화수증기압 $60\%$일 때 절대습도를 구하시오
  9. $\cfrac{P_{s}}{P-P_{s}} \times \cfrac{18}{29} =0.086\Longrightarrow P_{s} =92.5136\ mmHg$ 이면,

    $\cfrac{P_{w}}{P_{s}} =0.6\Longrightarrow P_{w} =55.50816\ mmHg$ 이고,

    $H_{a} =\cfrac{P_{w}}{P-P_{w}} \times \cfrac{18}{29} =\cfrac{55.50816}{760-55.50816} \times \cfrac{18}{29} =0.0489$


  10. 반사율 $0.1$ 투과율 $0.2$ 일 때 흡수율을 구하시오
  11. $\begin{array}{l}
    0.1+0.2+흡수율=1\\
    \therefore 흡수율=0.7
    \end{array}$


  12. $10\ wt\%\ NaOH\ 100\ kg$를 가지고 $80\ wt\%\ NaOH$를 만들 때 증발한 물의 양?
  13. $10\ kg_{NaOH} =0.8L\Longrightarrow L=12.5\ kg_{solution}$

    $m=90\ kg_{H_{2} O} -( 12.5\ kg_{solution} -10\ kg_{NaOH}) =87.5\ kg_{H_{2} O}$


  14. 지름이 $0.5\ m$ 평균속도 $4.45\ m/s$ 길이가 $1000\ m$ 인 관 마찰계수 $f=0.03$일 때 손실수두($m$)는?
    1. $h_{f} =4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c }
      4 & 0.03 & 1000\ m & ( 4.45\ m/s)^{2}\\
      \hline
       &  & 0.5\ m & 2
      \end{array} =2376.3\ m^{2} /s^{2}$

      $\therefore H=\begin{array}{ c|c }
      2376.3\ m^{2} & s^{2}\\
      \hline
      s^{2} & 9.8\ m
      \end{array} =242.48\ m$


  15. 부피유량 $2\ m^3/hr$인 물이 $80℃$에서 $30℃$로 흐르고 다른 유체가 $15℃$에서 $60℃$로 향류조작으로 흐른다. 관은 직경이 $20\ mm$이고 길이는 $6m,\ U(총괄)=170\ kcal/m^2ㆍhrㆍ℃$일 때 관은 몇 개가 필요한가?
  16. $q=\dot{m} \cdot C_{p} \cdot \Delta T=U\cdot A\cdot \Delta T_{LM}$ 에서,

    $\dot{m} \cdot C_{p} \cdot \Delta T=\begin{array}{ c|c|c }
    2000\ kg & 1\ kcal & ( 80-30) ℃ \\
    \hline
    hr & kg\cdotp ℃  &
    \end{array} =100000\ kcal/hr$ 이고,

    $\Delta T_{LM} =\cfrac{20-15}{\ln( 20/15)} =17.38℃ ,\ A=\pi DL\times n=\pi \times 0.02\ m\times 6\ m\times n=( 0.377\times n) \ m^{2}$ 이므로,

    $U\cdot A\cdot \Delta T_{LM} =\begin{array}{ c|c|c }
    170\ kcal & ( 0.377\times n) \ m^{2} & 17.38℃ \\
    \hline
    m^{2} \cdotp hr\cdotp ℃  &  &
    \end{array} =100000\ kcal/hr$

    $\therefore n=89.76\approx 90\ 개$


  17. 벤젠 $0.45$ 톨루엔 $0.55$ $P_{Tol}=480\ mmHg, P_{Bz} =800\ mmHg$ 일 때 각성분의 증기 몰 분율($\%$)는?
  18. $P=( 0.45\times 480\ mmHg) +( 0.55\times 800\ mmHg) =656\ mmHg$ 이므로,

    $y_{B} =\cfrac{0.45\times 480\ mmHg}{656\ mmHg} =0.33,\ y_{T} =\cfrac{0.55\times 800\ mmHg}{656\ mmHg} =0.67$


  19. ?
  20. ?

끝.

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  1. [엘보, 플린져, 유니온, 니플, 커플링, 소켓, 리듀서, 부싱]
    1. 가. 유로연결 : 엘보
    2. 나. 연결 : 플린져, 유니온, 니플, 커플링, 소켓
    3. 다. 직경변경 : 리듀서, 부싱


  2. $70\%$ 수분 함량인 펄프($100\ kg$)에서 수분의 $50\%$를 증발시킨 후의 수분함량은?
  3. $y=70\ kg\ \times 0.5=35\ kg$

    $m_{water} =\cfrac{( 70\ kg-35\ kg)}{30\ kg\ +\ ( 70\ kg-35\ kg)} \times 100\%=53.85\%$


  4. 아래의 값을 다음의 단위로 나타내라. 길이[$cm$] 시간[$s$] 무게[$g$]
    1. 가. 절대점도
    2. $\cfrac{g}{cm\cdot s}$

    3. 나. 동점도
    4. $\cfrac{\tfrac{g}{cm\cdot s}}{\tfrac{g}{cm^{3}}} =\cfrac{cm^{2}}{s}$


  5. $F=30,000\ kg/h, x_B=45\ wt\%, x_T=0.55\ wt\%$, 탑상부, 하부의 벤젠 액 조성이 $0.92\ wt\%, 0.1\ wt\%$이며 환류비는 $3$이다. 이때의 유출액량을 구해라.[$kmol/h$]
  6. $0.45\times 30000=0.92\times D+0.1\times B$

    $0.55\times 30000=0.08\times D+0.9\times B$에서, 자신있는 방법으로 연립하면,

    $D=12804.88\ kg/hr$

    공급원액의 평균분자량 $n=\cfrac{100}{\tfrac{45}{78} +\tfrac{55}{92}} =85.1\ kg/kmol$

    $D=\cfrac{12804\ kg/hr}{85.1\ kg/kmol} =352.5\ kmol/hr$

    다른 공식도 있다.

    $\cfrac{D}{F} =\cfrac{x_{F} -x_{B}}{x_{D} -x_{B}} \Longrightarrow \cfrac{D}{30000} =\cfrac{0.45-0.1}{0.92-0.1} \Longrightarrow D=12804$


  7. ?

  8. 지름이 10m이고 높이가 5m인 탱크에 물이 가득 차 있으며 탱크바닥에 지름이 10cm의 구멍을 통해 물이 완전히 빠져나가는데 걸리는 시간은?



  9. $h=200\ kcal/m^{2} \cdot hr\cdot ℃, k=20\ kcal/m \cdot hr\cdot ℃, L=15\ cm, T_∞=100℃, T_2=30℃ $ 일 때 열전달량은?
  10. $\cfrac{q}{A} =\cfrac{\Delta T}{\tfrac{1}{h} +\tfrac{l}{k}} =\cfrac{70℃s }{\tfrac{1}{200\ kcal/m^{2} \cdot hr\cdot ℃ } +\tfrac{0.15\ m}{20\ kcal/m \cdot hr\cdot ℃ }} =5600\ kcal/m^{2} \cdot hr$


  11. 관을 통해 유체가 흐를 때 마찰손실의 압력은 $3000\ N/m^2$이다. 열교환량은 없다고 할 때 온도차를 구하여라. [$밀도=600\ kg/m^3, 정적비열=2\ J/kg\cdot ℃$]
  12. $\Delta H=\Delta U+\Delta PV$ 에서 $\Delta H=0$ 일 때,

    $\Delta P\cfrac{V}{m} =\cfrac{\Delta V}{m} \Longrightarrow \cfrac{\Delta P}{\rho } =C_{p} \cdotp \Delta T$ 이라는데 뭔소린지 잘 모르겠고 ㅎ,

    $\therefore \Delta T=\cfrac{\Delta P}{C_{p} \cdot \rho } =\cfrac{3000}{600\cdot 2} =2.50℃$


  13. ?

  14. 지름 $5\ cm$, 유속 $3\ cm/s$, 밀도 $1.2\ g/cm^3$일 때 유체가 층류인지 난류인지 판별하라. [$점도=1.6\ cP$]
  15. $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c}5\ cm & 3\ cm & 1.2\ g & cm\cdot s\\\hline  & s & cm^{3} & 0.0016\ g \end{array} =1125< 2100$ 이므로 층류.


  16. 1차 반응식에서 반감기가 1000초인 물질이 1/10만큼 반응하는데 걸리는 시간은?
  17. $\left(\cfrac{1}{2}\right)^{\tfrac{x}{1000}} =\cfrac{9}{10}$ 에서,

    $\cfrac{x}{1000}\ln\left(\cfrac{1}{2}\right) =\ln\left(\cfrac{9}{10}\right)$ 이므로,

    $\therefore x=152\ s=0.04\ hr$

  18. 충진탑
  19. 가. 액 입구 : A 나. 액 출구 : E 다. 충전물 : C

    라. 가스 입구 : F 마. 가스 출구 : D 바. 액 분산기 : B



  20. 수은($13.6$)이 들어가 있으며 비중이 $0.79$인 물질이 들어가 있을 때 마노미터의 길이 차이가 $15\ cm$일 때의 오리피스 압력 차이를 구하여라.[$kN/m^{2}$]
  21. $\Delta P=g( \rho '-\rho ) R=\begin{array}{ c|c|c|c } 9.8\ m & ( 13600-790) \ kg & 0.15\ m & kN\\ \hline s^{2} & m^{3} &  & 1000\ kg\cdot m/s^{2} \end{array} =18.83\ kN/m^{2}$

끝.

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  1. 비중 $1.6$인 액체를 관을 통해 $100\ m$ 위의 탱크로 유출한다. 평균유속은 $10\ m/s$이고 점도는 $10^{-2}\ kg/m\cdot s$ 이다. 유로는 총 $200\ m$에 달하고 관 직경은 $0.125\ m$, 기계의 효율은 $70\%$이다. 확대 손실이나 축소 손실은 없다고 할 때, $W_p$ 의 값은? ($J/kg$. 단, $f = 0.007$ 이다.) (4점)
  2. $\eta W_{p} =\cfrac{\Delta P}{\rho } +\cfrac{\Delta u^{2}}{2} +g\Delta Z+h_{f} =0.7\cdot W_{p} =0 +\cfrac{10^{2} \ m^{2} /s^{2}}{2} +9.8\ m/s^{2} \cdot 100\ m\ +h_{f}$

    에서,

    $h_{f} =4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c } 4 & 0.007 & 200\ m & 10^{2} \ m^{2}\\ \hline &  & 0.125\ m & 2\ s^{2} \end{array} =2240\ m^{2} /s^{2}$

    이므로,

    $W_{p} =( 50+980+2240) /0.7=4671.43\ J/kg$


  3. 물이 $10\ m$짜리 유로를 내경 $10\ mm$인 관내를 통해 유속 $0.1\ m/s$로 흐른다. 글로브 밸브는 $1$개 있으며 값이 $10$, 엘보우는 $2$개 있으며 값이 $0.9$이다. 이 관을 통과하는 유체의 손실수두($h_f$)는? (5점)
  4. $h_f = ({4 f {L \over D} + 10 + 0.9 \times 2}){u^2 \over 2} = 0.379 J/kg$


  5. 증류탑에서 환류비를 증가시키면 제품의 순도는 (높아, 낮아)지고 유출액량은 (증가, 감소)한다. 이때 환류비가 증가할수록 단수는 (증가, 감소)하며 일정한 처리량을 위해 탑 지름이 (증가, 감소)한다. (3점)

  6. $A$, $B$두 유체를 섞은 혼합액이 있다. $A$의 증기압은 $2\ atm$이고 몰분율은 $0.4$, $B$는 $1\ atm$이고 몰분율은 $0.6$이다. 전압은 어떻게 되는가? (3점)
  7. $P_{total} = 2\ atm \times 0.4 + 1\ atm \times 0.6 = 1.4\ atm$


  8. (5점)
    1. 키르히호프 식을 쓰고 그 변수의 의미도 같이 설명하라.
    2. $\begin{array}{l} \cfrac{\omega _{1}}{\alpha _{1}} =\cfrac{\omega _{2}}{\alpha _{2}}\\ \omega =복사능,\ \alpha =흡수능 \end{array}$

    3. 키르히호프 식이 의미하는 바를 서술하라.
    4. 온도가 평형인 상태에서 흡수율에 대한 복사의 비는 그 물체의 온도에 비례한다.


  9. 내경이 $0.15\ m$인 글로브 밸브가 $60\ L/s$의 유량을 통과시킨다. 손실계수 $k_f=10$일 때 상당 길이 $L_e$ 값은? (단, 동점도는 $1.01\times1^-5m^2/s$, 마찰계수 $f=0.0791Re^{-0.25}$) (5점)
  10. 표면마찰과 밸브마찰이 같을 때 $L=L_{e}$ 이므로,

    $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c|c }0.15\ m & 60\ L & m^{3} & 4 & s\\\hline & s & 1000\ L & \pi \cdot 0.15^{2} \ m^{2} & 1.01\times 10^{-5} \ m^{2}\end{array} =50425.33$ 이고,

    $f=0.0791\times 50425.33^{-0.25} =0.0052785$ 이므로,

    $4f\cfrac{L_{e}}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =k_{f}\cfrac{u^{2}}{2}$ 에서, $4f\cfrac{L_{e}}{D} =k_{f}$ 이다.

    $\therefore L_{e} =\begin{array}{ c|c|c|c }10 & 0.15\ m &  & \\\hline &  & 0.0052785 & 4\end{array} =71.04\ m$


  11. $20^\circ C, 760\ mmHg$의 공기를 지름 $1\ m$인 송풍기를 통해 $7\ m/s$로 흐르게 한다. 총 길이가 $30\ m$일 때 일률을 $Watt$로 나타내면? (기체의 밀도는 $1.205\ kg/m^3$, 마찰계수는 $0.0045$, 점도는 $0.0181\ cP$, 모터의 효율은 $0.9$이고 송풍기의 효율은 $0.2$이다.) (5점)
  12. $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c }1\ m & 7\ m & 1.205\ kg & m\cdot s\\\hline & s & m^{3} & 0.0000181\ kg\end{array} =466022 >4000$ 이므로 난류 흐름이고,

    $h_{f} =4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c }4 & 0.0045 & 30m & 7^{2} \ m^{2}\\\hline &  & 1m & 2\ s^{2}\end{array} =13.23\ J/kg$ 이다.

    $\eta W_{p} =\cfrac{\Delta P}{\rho } +\cfrac{\Delta u^{2}}{2} +g\Delta Z+h_{f} =( 0.9\times 0.2) \cdot W_{p} =( 0+24.5+0+13.23) \ J/kg$에서,

    $W_{p} =\cfrac{( 24.5+13.23) \ J/kg}{0.9\times 0.2} =209.61\ J/kg=\begin{array}{ c|c|c|c }209.61\ J & 7\ m & \pi \cdot 1^{2} \ m^{2} & 1.205\ kg\\\hline kg & s & 4 & m^{3}\end{array} =1388.63\ W$


  13. 안지름이 $200\ mm$인 유로에 밀도가 $1.2\ kg/m^3$인 공기가 $1,000\ m^3/hr$로 흐른다. 오리피스의 지름이 $120\ mm$이고 마노미터 유체는 물일 때 차압된 높이는? (단, $ C_o = 0.65 $) (4점)
  14. 유량 $ \begin{equation*} \label{eq1} Q_{_{o}} =A\cdot u_{o} =\cfrac{\pi \cdot D^{2}_{o}}{4}  \cfrac{C_{o}}{\sqrt{1-m^{2}}} \sqrt{\cfrac{2g( \rho '-\rho )}{\rho } \cdot R} =1000\ m^{3} /hr\ =\ 0.278\ m^{3} /s\end{equation*} $

    이고, 개구비 $ \begin{equation*} m\ =\frac{D^{2}_{o}}{D^{2}_{i}} =0.36 \end{equation*} $

    이므로, (1), (2)에서,

    $ \begin{equation*} R\ =\ \left(\begin{array}{ c|c|c } 0.278\ m^{3} & 4 & \sqrt{1-0.36^{2}}\\ \hline s & \pi \cdot ( 0.12)^{2} \ m^{2} & 0.65 \end{array}\right)^{2} \times \begin{array}{ c|c } s^{2} & 1.2\ kg /m^{3}\\ \hline 2\cdot 9.8\ m & ( 1000-1.2) \ kg/m^{3} \end{array} =0.0763\ m \end{equation*} $


  15. 내경이 $5\ cm$인 관에서 흐르는 유체가 층류에서 난류로 변할 때의 유속은?
    (유체의 밀도는 $0.789\ g/cm^3$이고 점도는 $1.25\ cP$이다. 임계 레이놀즈 수는 $2,100$) (4점)
  16. $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =2100$ 이므로,

    $u=\begin{array}{ c|c|c|c }2100 &  & cm^{2} & 0.0125\ g\\\hline & 5\ cm & 0.789\ g & cm\cdot s\end{array} =6.65\ cm/s$

  17. 허용 응력이 $200\ kg_f/cm^2$이고 작업 응력이 $8\ kg_f/cm^3$일 때 $Schedule No.$는? (3점)
  18. $ Schedule\ No. = \cfrac{작업\ 응력}{허용\ 응력} \times 1000 = \cfrac{8\ kg_f/cm^3}{200\ kg_f/cm^3}\times 1000 = 40 $


  19. $k$가 $0.2\ W/m\cdot ℃$ 인 관을 석면이 둘러싸고 있다. 실내의 공기는 $25℃$ 이고 $h$는 $3\ W/m^2\cdot ℃$ 일 때, 임계절연 반지름은? (5점)
  20. $r=\cfrac{3\ W/m^{2} \ ℃ }{0.2\ W/m\ ℃ }=15\ m$



  21. $10\ cm$ 물을 총 길이 $20\ m$인 유로를 따라 $2\ m/s$로 운반한다. 이 때 $f=\frac{16}{Re}$로 간주하면 $kg_f\cdot m/kg$은? (4점)
  22. $Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c }10\ cm & 200\ cm & 1\ g & cm\cdot s\\\hline & s & cm^{3} & 0.01\ g\end{array} =200000$ 에서,

    $f=\cfrac{16}{Re} =0.00008$ 이고,

    $h_{f} =4f\cfrac{L}{D}\cfrac{u^{2}}{2} =\begin{array}{ c|c|c|c|c }4 & 0.00008 & 30\ cm & 20^{2} \ m^{2} & kg_{f}\\\hline &  & 10\ cm & 2\ s^{2} & 9.8\ N\end{array} =0.01306\ kg_{f} \cdot m/kg$    


  23. 비중이 $0.8\ g/cm^3$이고 점도가 $2\ cP$인 유속 $20\ cm/s$의 액체를 다음 그림과 같이 외경 $5\ cm$, 내경 $3\ cm$인 이중 원관을 통해서 흘려보낸다. $Re$ 값을 구하고 층류인지, 난류인지 구하여라. (5점)
  24. $ Re=\cfrac{D\nu \rho }{\mu } =\begin{array}{ c|c|c|c }2\ cm & 20\ cm & 0.8\ g & cm\cdotp s\\\hline & s & cm^{3} & 0.02\ g\end{array} =1600 $

    $1600 < 2100 $ 이므로 층류.


끝.

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