20-4·5어떤 열교환기에서 뜨거운 물과 식용유를 서로 마주 보는 방향… | 2020년 식품안전기사실기(필답형) 4·5회차 기출문제 상세 페이지

64.4 ℃

[해설]

열손실이 없다고 보면 물이 잃은 열량과 식용유가 얻은 열량이 같다.

$Q = m\,c\,\Delta T$

물이 내놓은 열량:

$Q_{\text{물}} = 2{,}000\ \mathrm{kg/h} \times 1.0\ \mathrm{kcal/kg\cdot^\circ C} \times (90-40)\,^\circ\mathrm{C} = 100{,}000\ \mathrm{kcal/h}$

식용유가 받은 열량(배출 온도를 $t$라 하면):

$Q_{\text{유}} = 4{,}500\ \mathrm{kg/h} \times 0.5\ \mathrm{kcal/kg\cdot^\circ C} \times (t-20)\,^\circ\mathrm{C} = 2{,}250\,(t-20)$

두 값을 같게 두고 풀면

$100{,}000 = 2{,}250\,(t-20) \;\Rightarrow\; t = 20 + \dfrac{100{,}000}{2{,}250} = 64.44\cdots \fallingdotseq \mathbf{64.4\,^\circ C}$

계산값 64.44…℃를 발문이 요구한 소수 첫째 자리로 정리하면 64.4 ℃다(일부 교재는 풀이에는 64.44 ℃, 정답란에는 64.4 ℃로 서로 다르게 실려 있다). 또한 '반대 방향에서 투입'이라는 향류 조건은 열교환기 형식을 말해 줄 뿐 열수지 계산 자체에는 쓰이지 않는다.