화공기사 실기/필답형
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화공기사 실기 필답형 - 건조화공기사 실기/필답형 2021. 4. 23. 15:26
1. 건조 - 고체물질에 함유된 수분을 가열에 의해 기화시켜 제거하는 조작 cf. 고체의 수분함량 표시방법 1) 수분량 (습량기준) - 습윤재료에 대한 H2O의 양 2) 함수량 (건량기준) - 건조재료에 대한 H2O의 양 2. 함수율 1) 평형 함수율(Equilibrium Moisture Content) - 결합수분을 갖는 재료를 일정습도의 공기로 건조시키는 경우 어느정도까지 함수율이 내려가면 평형상태에 도달하여 그 이상 건조가 진행되지 않는다. 이때의 함수율을 평형함수율 이라 한다. 2) 자유 함수율(Free Moisture Content) - 고체가 가진 전체함수율(w) 과 평형함수율(we)의 차를 자유함수율이라 한다. 평형함수율(F) = w - we cf. 결합수분과 비결합수분 1) 결합수분 - 평..
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화공기사 실기 필답형 - 흡수(Absorption)화공기사 실기/필답형 2021. 4. 23. 00:53
1. 흡수(Absorption) - 혼합기체 중에서 한 성분을 액에 흡수시켜 분리하는 조작 2. 흡수장치 - 액과 기체를 접촉시키는 방법에 따라 나눌 수 있다. 1) 기포탑 (Bubble Tower) - 강하하는 액으로 밑에서 기체를 상승공급하여 향류 접촉하도록 하는 탑 2) 액저탑 (Spray Tower) - 상승하는 기류 중에서 액이 분산하며 강하하여 흡수가 일어나게 하는 탑 3) 충진탑 (Packed Tower) - 충진물질을 채워 접촉면적을 크게 한 탑 3. 흡수속도를 크게 하기 위한 방법 1) 총괄기상,액상계수(KL, KG)를 크게 한다. 2) 접촉면적 및 접촉시간을 크게 한다. 3) 농도차나 분압차를 크게한다. 4. 충진탑(Packed Tower) 1) 충진탑의 특징 ① 편류(Channelin..
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화공기사 실기 필답형 - 물질전달화공기사 실기/필답형 2021. 4. 22. 15:23
1. 물질전달 - 같은 상이나 서로 다른 상 사이의 경계면에서 물질이 서로 이동하는 것 1) 등몰확산 - A, B 두 성분이 동시에 확산한다. - 속도는 같지만 방향은 반대이다. - ex) 증류 2) 일방확산 - 한 성분이 한 방향으로만 확산한다. - ex) 증발, 추출, 흡수, 건조, 조습 2. 확산 1) 분자확산 - 물질 자신의 분자운동에 의해 발생 - 각 분자가 무질서한 개별운동에 의해 유체 속을 이동하는 것 2) 난류확산 - 교반이나 빠른 유속에 의한 난류상태에서 일어나는 확산 3. 기상 내의 물질전달속도 1) 물질전달속도 식 2) 확산 식 ① Fick의 제 1법칙 ② 일방확산 (Nb = 0) ③ 등몰확산 (Na = -Nb) 4. 액상 내의 물질전달속도 1) 물질전달속도 식 2) 확산 식 ① 일방..
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화공기사 실기 필답형 - 추출(Extraction)화공기사 실기/필답형 2021. 4. 22. 11:56
1. 추출(Extraction) - 고체나 액체 중 가용성 성분을 적당한 용제로 용해, 분리시키는 조작 - 추출상(Extract phase): 추제(Solvent)가 풍부한 상 - 추잔상(Raffinate phase): 불활성 물질이 풍부한 상, 원용매가 풍부한 상 2. 추제의 선택 조건 1) 회수가 용이해야 한다. 2) 값이 싸고 화학적으로 안정해야 한다. 3) 비점과 응고점이 낮으며, 부식성과 유동성이 적어야 한다. 4) 선택도가 커야 한다. 3. 고액추출(Leaching, 침출) - 가루나 입자 상태의 고체 물질에 용매를 넣어서 고체 속의 특정 성분을 골라서 추출하는 조작 - 고액추출에서 추출용 용매를 추제(Solvent), 용제 추출에 사용하고자 하는 원료를 추료(Feed)라 하며 추료는 추질(S..
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화공기사 실기 필답형 - McCabe-Thiele 법을 이용한 정류탑의 설계화공기사 실기/필답형 2021. 4. 21. 15:35
1. 정류탑의 설계 ( McCabe-Thiele 법 ) 1) McCabe-Thiele 법의 가정 조건 ① 관벽에 의한 열손실이 없고 혼합열도 적어서 무시한다. ② 각 성분의 분자증발 잠열 및 액체의 엔탈피는 탑 내에서 같다. 2) 농축부 조작선의 방정식 농축부 조작선의 방정식은 기울기가 Rd/(Rd+1)이고, y절편이 xd/(Rd+1)인 직선의 방정식과 같다. 이때 Rd(환류비) = L/D 이다. 3) 회수부 조작선의 방정식 4) 급송단의 방정식 - q선의 방정식 여기서 q 는 원액이 액체와 증기의 혼합물이라면 액체의 몰분율을 말한다. 1-q는 증기의 몰분율이다. q 의 정의는 다음과 같다. 원액이 비점 온도 이하일 때와 과열증기일 때 q 의 값은 다음과 같이 구할 수 있다. cf. q 선도 2. 환류비..
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화공기사 실기 필답형 - 라울의 법칙, 헨리의 법칙, 비휘발도화공기사 실기/필답형 2021. 4. 21. 11:41
1. 라울의 법칙 (Raoult's law) 1) 정의 - 특정 온도에서 혼합물중 한 성분의 증기분압은 그 성분의 몰분율에 같은 온도에서 그 성분의 순수한 상태에서의 증기압을 곱한 것과 같다. 2) 이상용액 (ideal Solution) - 라울의 법칙에 적용되는 용액을 말한다. - 구조가 비슷한 것으로 이루어진 2성분계 용액은 라울의 법칙에 적용된다. - ex) 벤젠과 톨루엔, 메탄과 에탄, 메탄올과 에탄올 cf. 돌턴(Dalton)의 분압법칙 - 증기 중 성분 A의 몰분율인 y는 전압에 대한 A의 분압의 비와 같다. 2. 헨리의 법칙 (Henry's Law) - x가 0에 근접할 때(휘발성의 용질을 포함한 묽은 용액이 기상과 평형에 있을 때), 기상 내의 용질의 분압 pA는 액상의 몰분율 xA에 비례..
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화공기사 실기 필답형 - 증발관화공기사 실기/필답형 2021. 4. 20. 15:18
1. 증발관의 종류 1) 수평관식 증발관 - 거품이 나기 쉬운 액체를 증발할 때 사용한다. - 액층이 깊지 않아서 비점상승도가 작다. - 비응축 기체의 탈기효율이 우수하다. - 관석의 생성 염려가 없는 경우에 사용한다. - 침수식과 액막식이 존재한다. 2) 수직관식 증발관 - 액의 순환이 좋으므로 열전달계수가 커 증발효과가 크다. - 관석이 생성될 경우 가열관 청소가 쉽다. - 수직관식이 수평관식 보다 많이 사용된다. 2. 증발관의 열원 - 열원으로 수증기를 사용할 때, 수증기의 응축잠열이 금속벽을 통해서 액으로 전달되어 용액의 비등이 일어난다. 1) 수증기를 열원으로 사용할 경우 장점 ① 압력조절밸브를 이용하여 쉽게 온도를 변화, 조절할 수 있다. ② 가열이 균일하여 국부적인 과열의 염려가 없다. ③ ..
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화공기사 실기 필답형 - 복사(Radiation)화공기사 실기/필답형 2021. 4. 20. 11:49
1. 흑체 (Perfect Black Body) - 흡수율(α)이 1인 물체 (받은 복사에너지를 전부 흡수하고 반사나 투과는 전혀 없음) - 주어진 온도에서 최대가능방사력을 가지는 이상적인 방사체 - 실제로 흑체는 존재하지 않으나, 작은 구멍에서 들여다보는 공동의 내부를 흑체라 할 수 있다. 2. 회색체 (Gray body) - 온도에 따라 변하지 않는 이상적인 물체 - 표면에서 단색광의 복사능이 모든 파장에 대해 같다. cf. 복사에너지 - 반사율 + 투과율 + 흡수율 = 1 3. 흑체복사의 기본법칙 1) 스테판 - 볼츠만(Stefan - Boltzmann)의 법칙 - 흑체에서 복사에너지는 절대온도의 4승에 비례하고 열전달 면적에 비례한다. 2) 빈(Wien's)의 법칙 - 주어진 온도에서 최대복사강도..