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농도 10 wt%인 소금물이 100 g s-1의 속도로 증발기로 들어가… | [7급 국가직 전달현상] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 21년 1회차
농도 10 wt%인 소금물이 100 g s-1의 속도로 증발기로 들어가고 순수한 수증기는 수증기 배출관으로, 농도 50 wt%의 소금물은 생성물 배출관으로 각각 나가는 정상상태 공정에서, 수증기 배출관으로 나가는 수분의 속도[g s-1]는?

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해설

수증기 배출관으로 나가는 수분은 80 g/s이다. 증발기에서 소금은 빠져나가지 않으므로 소금(용질) 물질수지로 생성물 유량을 먼저 구한다.

들어오는 소금은 100×0.1=10 g s−1100 \times 0.1 = 10\ \mathrm{g\,s^{-1}}이고, 이것이 모두 50 wt% 생성물에 들어 있으므로 생성물 유량은 10/0.5=20 g s−110 / 0.5 = 20\ \mathrm{g\,s^{-1}}이다.

전체 물질수지로 수증기 유량은 100−20=80 g s−1100 - 20 = 80\ \mathrm{g\,s^{-1}}이다.

  • 20 g/s: 수증기가 아니라 농축된 소금물(생성물)의 유량이다.
  • 40 g/s: 생성물이 60 g/s 가 되어 소금이 30 g/s 나가므로 들어온 소금 10 g/s 와 맞지 않는다.
  • 60 g/s: 생성물이 40 g/s 가 되어 소금이 20 g/s 나가므로 소금 수지가 성립하지 않는다.

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