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메탄올과 물로 구성된 액체 혼합물을 다단 증류탑의 공급단에 공급하여 분… | [7급 국가직 전달현상] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 22년 1회차
메탄올과 물로 구성된 액체 혼합물을 다단 증류탑의 공급단에 공급하여 분리하고자 한다. 공급물이 증류탑의 압력조건 하에서 60 mol%의 액체상과 40 mol%의 기체상으로 구성되어 있을 때, 원료공급 선(feed line) 식에서의 기울기는?
1
-1.5
2
-0.67
3
0.67
4
1.5
해설

원료선 기울기는 qq−1\dfrac{q}{q-1}이고 액체 분율 0.6을 넣으면 −1.5-1.5이다.

q선: y=qq−1x−xFq−1y=\dfrac{q}{q-1}x-\dfrac{x_F}{q-1}, 여기서 q는 공급물 중 액체 분율이다.

대입: 0.60.6−1=0.6−0.4=−1.5\dfrac{0.6}{0.6-1}=\dfrac{0.6}{-0.4}=-1.5

  • −0.67-0.67은 q 대신 기체 분율 0.4를 넣어 0.4−0.6\dfrac{0.4}{-0.6}으로 계산한 값이다.
  • 0.670.67은 기체 분율을 쓰고 부호까지 뒤집은 값이다.
  • 1.51.5는 분모 부호를 뒤집은 값으로, 0<q<10\lt q\lt 1인 부분 기화 공급의 q선 기울기는 항상 음수다.

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