7급 국가직 전달현상 2014년 기출문제

상계면의 물질전달 원리에 의해 해석 가능한 실제의 산업 공정 중에서 기상에서 액상으로의 물질전달 조작(mass transfer operation)에 해당되지 않는 것은?

흡수탑에 사용되는 충전물에 대한 요구 조건으로 옳지 않은 것은?

초임계 유체(supercritical fluid) 추출 공정에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

다음 중 차원이 다른 하나는?

운동량, 열 및 물질의 전달현상은 외견적으로는 서로 전혀 관계가 없는 독립적인 현상으로 관찰되나, 그 메커니즘은 수학적으로 같은 형태의 미분방정식으로 표현된다. 운동량전달속도, 열전달속도, 물질전달속도에 비례하는 항으로만 묶인 것은?

단일 성분(A) 물질전달(한방향 확산)에서 정지면을 가로지르는 성분 A의 Z－축 방향으로의 몰플럭스(molar flux, N_A)를 구하는 식은? (단, $y_A$ ＝ 경막 바깥쪽 가장자리에서의 A의 몰분율, $y_{Ai}$ ＝ 경막 계면 또는 안쪽 가장자리에서의 A의 몰분율, $B_T$ ＝ 경막 두께, $D_v$ ＝ 부피확산도, ${\rho }_M$ ＝ 혼합물의 몰밀도이다)

유리창의 실내면과 실외면의 온도가 각각 15 °C와 －5 °C로 유지되고 있다. 유리창은 가로 0.5 ｍ, 세로 1 ｍ, 두께가 0.5 cm이고 열전도도가 0.8 W/ｍ·°C로 일정할 때, 정상상태에서 유리창을 통해 2시간 동안 외부로 손실되는 열량[kW·h]은?

두께는 매우 얇고 면적은 매우 큰 벽이 있을 때 왼쪽 벽면은 온도가 10 °C이고 오른쪽 벽면은 온도가 20 °C인 상태로 정상상태를 유지하고 있다. 이 상태에서 왼쪽과 오른쪽 벽면에 열손실이 전혀 없는 단열재를 부착하고 무한한 시간이 지난 후 벽면 내부에서의 온도 분포는?

압력이 1기압이고 온도가 27 °C인 기체 성분들의 부피 백분율(%)과 절대속도가 아래의 표와 같을 때, 부피 평균 속도로 이동하는 기준면에 대한 수소의 몰플럭스(molar flux, J) 값은? (단, 1기압 27 °C에서 혼합기체 중의 수소 농도는 12.0 gmol/m³이고 기체 이동은 한 축 방향으로만 일어난다고 가정한다)

화학종	부피 백분율(%)	절대속도(m/s)
수소(H2)	30	－8
산소(O2)	30	－2
이산화탄소(CO2)	40	10

열교환기에서 확장표면(extended surface) 장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

유체의 역류를 방지하여 한 방향으로만 흐르도록 하는 밸브는?

Hagen-Poiseuille 방정식을 유도하기 위한 가정으로 옳지 않은 것은?

비중량(specific weight)이 1.0 × 10⁶ N/m³인 액체가 들어있는 개방된 탱크의 수면에서 1 m 아래의 절대압력[Pa]은? (단, 대기압은 10 N/cm²이다)

밀도가 0.7 g/cm³, 점도가 3.5 cP인 유체가 내경(inside diameter)이 6 cm인 원통관 속으로 흐를 때, 이 유동이 난류로 전이되는 임계속도에 가장 근접한 속도[cm/s]는?

비압축성 유체가 입구의 내경(inside diameter)이 8 cm이고, 출구의 내경이 4 cm인 원통관 내부를 정상상태로 흐른다. 입구에서의 평균유속이 20 cm/s일 때 출구에서의 평균유속[cm/s]은?

수평 원통관을 통과하는 Hagen-Poiseuille 유동에서 부피유량이 1 m³/s이다. 관의 길이, 압력차, 점도를 일정하게 유지하면서 관의 내부반지름을 3배로 크게 할 경우의 부피유량[m³/s]은?

물이 흐르는 관에서 지점 1과 2 사이의 압력차를 측정하기 위하여 U자관에 수은을 넣고 마노미터(manometer)를 설치하였다. 수은 기둥 높이의 눈금차가 20 cm라면 압력차[kPa]는? (단, 수은의 밀도는 13 g/cm³, 물의 밀도는 1 g/cm³이고 중력가속도는 10 m/s²이라고 가정한다)

N_Pr(Prandtl 수)의 물리적 의미는?

지름은 0.05 m, 길이는 6 m이고 관벽의 두께는 매우 얇은 원통관의 바깥 표면에서 수증기의 응축으로 표면온도가 100 °C로 균일하게 유지된다. 물이 0.5 kg/s의 질량속도로 관 내부를 흐르고, 입구온도와 출구온도는 각각 15 °C와 57 °C이다. 물의 흐름에 관한 평균대류열전달계수($\overline{h}$)는? (단, 36 °C에서 물의 정압열용량 $C_p=4,178J/\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}$이고, 대수평균온도차 $\Delta T_{lm}=\frac{(100-57)-(100-15)}{\ln [(100-57)/(100-15)]}=61.6^{\circ }\mathrm{C}$이다)

초기 온도 20 °C인 1 L의 물을 800 W급 전기 주전자에서 가열하려고 한다. 주전자에서의 열손실을 무시할 경우 물을 90 °C까지 가열하는데 소요되는 시간[s]은? (단, 물의 밀도는 1 kg/L, 주전자의 질량은 0.4 kg, 주전자의 비열은 0.8 kJ/kg·°C, 물의 비열은 4.2 kJ/kg·°C이고, 물성치는 온도에 따라 변하지 않는다고 가정한다)