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1[9급 지방직 화학공학일반] 17년 1회차

다음과 같은 성질을 가진 오일 A와 오일 B를 각각 10kgㆍmin^-1, 20kgㆍmin^-1의 유량으로 혼합하여 펌프오일을 생산한다. 제조공정에 열의 유출입이 없고, 정상상태가 유지될 때 생산 제품인 펌프오일 흐름의 온도[℃]는? (단, 생산 제품인 펌프오일의 열용량은 2.9kJㆍkg^-1ㆍK^-1이며, 모든 흐름에서의 기준온도는 25℃로 한다.)
열용량(kJㆍkg^-1ㆍK^-1) 온도(℃)
오일 A 2 100
오일 B 4 115

	열용량(kJㆍkg^-1ㆍK^-1)	온도(℃)
오일 A	2	100
오일 B	4	115

해설

혼합 후 펌프오일 흐름의 온도는 125℃이다.
열 출입이 없는 정상상태이므로 기준온도 25℃에 대한 엔탈피 수지를 세운다.
 $\dot m_A c_A(T_A-25)+\dot m_B c_B(T_B-25)=\dot m c(T-25)$ 
대입:  $10(2)(75)+20(4)(90)=30(2.9)(T-25)$ 
 $1500+7200=87(T-25)\ \mathrm{kJ\,min^{-1}}$ 
 $T-25=100,\ T=125\ \mathrm{^{\circ}C}$ 
120℃이면 제품 엔탈피가  $87\times95=8265\ \mathrm{kJ\,min^{-1}}$ 로 유입 엔탈피 8700에 못 미친다.
115℃이면  $87\times90=7830\ \mathrm{kJ\,min^{-1}}$ 로 역시 수지가 맞지 않는다. 제품 열용량이 원료 평균보다 작아 입구 온도보다 높아지는 점에 유의한다.
130℃이면  $87\times105=9135\ \mathrm{kJ\,min^{-1}}$ 로 유입 엔탈피를 넘는다.

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