그림 (가)는 증류탑의 탈거부(stripping section)의 개략… | [7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림 (가)는 증류탑의 탈거부(stripping section)의 개략도이고, 그림 (나)는 탈거부 해석을 위한 McCabe-Thiele 작도법을 나타낸다. $F$와 $W$는 원료와 탑밑 제품의 유체 몰흐름이고, $x_F$와 $x_W$는 해당 유체 흐름에서의 몰분율이다. $L_i$와 $V_i$는 임의의 단 $i$($i = m,\ m+1,\ \ldots,\ N$)를 나가는 액체와 증기의 몰흐름이고, $x_i$와 $y_i$는 해당 유체 흐름에서의 몰분율이다. 모든 단에 대해 $L_i = L$(일정), $V_i = V$(일정)일 때, 그림 (나)에서 조작선의 기울기는? (단, 원료는 2성분 혼합물이고, 몰분율은 휘발성이 큰 성분의 몰분율이다)

$\frac{L}{V}$

$\frac{V}{L}$

$\frac{V}{W}$

$\frac{W}{V}$

탈거부 조작선의 기울기는 $\dfrac{L}{V}$이다.
점선으로 둘러싼 검사체적(단 m+1 아래와 재비기)에서 휘발성 성분 물질수지를 세우면
$L x_m = V y_{m+1} + W x_W$
$y_{m+1} = \dfrac{L}{V}x_m - \dfrac{W}{V}x_W$
$\dfrac{V}{L}$는 기울기의 역수로, x–y 축을 바꿔 본 것이다.
$\dfrac{V}{W}$는 재비기 기준 비(boil-up ratio)로 기울기와 무관하다.
$\dfrac{W}{V}$는 조작선 식의 절편 계수다.