2019 서울시 7급 전달현상 문제 정답 - 2019.10.12.

 

전달현상_7급_B형정답(2021-05-19 / 307.9KB / 224회)

 

 전달현상(7급) B책형 1/2쪽 1. 물리량 중 단위가 다른 것은? ① 동점도 ② 열 확산 계수 ③ 물질 확산 계수 ④ 점도 2. 열전달 상관식에 쓰이는 변수들과 물질전달 상관식에 쓰이는 변수들 사이에 서로 유사성이 있는 변수들로 이루어진 조합은? ① 열전달에서의 Prandtl 수(Pr)와 물질전달에서의 Sherwood 수(Sh) ② 열전달에서의 Nusselt 수(Nu)와 물질전달에서의 Sherwood 수(Sh) ③ 열전달에서의 Rayleigh 수(Ra)와 물질전달에서의 Grashof 수(Gr) ④ 열전달에서의 Reynolds 수(Re)와 물질전달에서의 Grashof 수(Gr) 3. (ᆨ)~(ᆯ)에서 유사 가소성(Pseudo-plastic) 유체와 빙햄 가소성(Bingham plastic) 유체를 옳게 짝지은 것은? ① 유사 가소성 유체 (ᆯ), 빙햄 가소성 유체 (ᆨ) ② 유사 가소성 유체 (ᆨ), 빙햄 가소성 유체 (ᆮ) ③ 유사 가소성 유체 (ᆫ), 빙햄 가소성 유체 (ᆯ) ④ 유사 가소성 유체 (ᆫ), 빙햄 가소성 유체 (ᆨ) 4. 흐르는 유체에 잠겨 있는 구형의 고체에 대한 항력이 Stokes 법칙   을 따를 때, 항력계수 ( )는? (단, 는 총괄항력, 는 유체의 점도, 는 자유흐름속도, 는 구형 고체의 직경이다.) ①  ②  ③  ④  5. 는 축 방향의 나비어 스토크 방정식(NavierStokes Equation)을 나타낸다. 에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은? (단,  는 중력가속도, 는 압력, 는 밀도, 는 방향의 속도 함수이다.)                        ① 비압축성 유체를 가정하고 있다. ② 뉴튼 유체를 가정하고 있다. ③ 유체가 정상상태에 있는 경우에만 유효하다. ④ 점도가 상수(constant)이다. 6. 의 Reynolds 수()에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은? ᆨ. 원통관 안에 흐르는 유체흐름에서   × 이면 층류이다. ᆫ. 평판 위에 평행하게 흐르는 유체흐름에서    이면 층류이다. ᆮ. 관 내부의 흐름에서 마찰계수는 관 표면의 거칠기에 관계없이  만의 함수이다. ① ᆨ ② ᆨ, ᆫ ③ ᆨ, ᆮ ④ ᆫ, ᆮ 7. 겨울철에는 난방을 통해서 실내온도가 외부 온도보다 높게 유지된다. 열전도율이 W/m․ K이고, 벽을 통하여 열전도가 이루어진다고 했을 때, 높이 m, 너비 m의 벽을 통한 열손실 속도[W]는? (단, 벽의 두께는 m, 내벽 온도 ℃, 외벽 온도 ℃이다.) ① W ② W ③ W ④ W 8. 물질  mol%와 물질  mol%로 이루어진 액체가 있다(상대휘발도 AB  ). 단순 회분증류 공정 후에 물질 가 % 남아 있다면, 남아 있는 액체 중 물질 의 조성(mol%)은? (단, 소수점 첫째자리에서 반올림한다.) ① mol% ② mol% ③ mol% ④ mol% 9. 두 개의 상이 계면을 이루는 계에서 물질전달은 이중 경막론(two-film theory)을 이용하여 해석하는 것이 일반적이다. 이중경막론에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은? ① 두 상의 계면에서 물질의 농도는 연속성을 만족한다. ② 각 상에서 물질전달속도는 총괄물질전달계수와 총괄 구동력의 곱으로 표현할 수 있다. ③ 총괄물질전달 저항은 각 경막의 물질전달 저항의 합이다. ④ 두 상의 계면에서는 평형을 가정한다. 10. 직교좌표계의 차원 형태로 분석할 수 있는 정상상태의 CVD 공정이 있다. 물질  가 기체로 투입되어  는 기판 표면에 고체로 증착되고 는 기체 부산물로 배출 되며, 운반기체로는 기체 가 이용된다. 화학반응은 와 같다. 물질  의 기판에서의 농도는 무시할 수 있을 때, 공급되는  의 몰분율( )과  의 몰 플럭스( ) 사이의 비례관계로 가장 옳은 것은?   →     ①  ∝ ln ②  ∝ ln ③  ∝   ④  ∝   전달현상(7급) B책형 2/2쪽 11. 수소(H), 메탄(CH), 질소(N), 삼불화질소(NF) 각 mol로 구성된 혼합 기체가 타원형 풍선에 충진되어 있다. 누센(Knudsen)확산을 통하여 풍선 내부에서 외부로 혼합 기체가 확산된다고 가정하였을 때 기체 확산 속도가 빠른 순서에서 느린 순서대로 바르게 나열한 것은? (단, 혼합기체는 이상기체라고 가정한다.) ① 수소, 메탄, 질소, 삼불화질소 ② 수소, 질소, 메탄, 삼불화질소 ③ 삼불화질소, 메탄, 질소 , 수소 ④ 모두 같다. 12. 상온에서의 열전도도가 큰 순서대로 바르게 나열한 것은? ① 백금 > 알루미늄 > 물 > 공기 ② 알루미늄 > 백금 > 물 > 공기 ③ 백금 > 알루미늄 > 공기 > 물 ④ 알루미늄 > 백금 > 공기 > 물 13. 정상상태에서 밀도 kg/m3 의 비압축성 유체가 내경이 mm, 길이가 m인 수평상태의 원통관내를 완전발달상태로 흐르고 있다. 유체 흐름에 걸리는 압력 강하가 Pa라고 할 때, 벽면 전단응력 값[Pa]은? ① Pa ② Pa ③ Pa ④ Pa 14. 대형 개방 탱크에서 배출되는 유체의 흐름이 Bernoulli 방정식을 통해 분석할 수 있는 조건에 있다. 탱크의 수면은 일정하게 유지되고 있으며 외부로 열려져 있다면, 수면과 배수관의 높이 차이( )와 배출 속도( )의 비례관계로 가장 옳은 것은? (단, 마찰손실은 무시할 수 있다.) ① ∝ ② ∝ ③ ∝ ④ ∝ 15. 기-액 계면을 통한 물질전달에서 Henry법칙이 적용 된다고 가정할 때, 다음 중 액상을 기준으로 하는 총괄 물질전달저항을 나타내는 식은? (단, 는 액체경막의 물질전달계수, 는 기체경막의 물질전달계수, 은 기상과 액상의 평형곡선( ․ 선도)의 기울기이다.) ①        ②        ③        ④        16. 평판의 양면에서 유체의 흐름이 있는 판상형 열교환 장치에서 평판의 한면은 뜨거운 유체가, 반대면에서는 차가운 유체가 흐르고 있다. 양 유체 흐름에서 경막 열전달계수가 각각 , W/m2 ․ ℃이고 평판의 두께가 mm, 열전도도가 W/m ․ ℃이다. 이 세 가지 열저항 중 가장 큰 열저항은 전체 열저항의 몇 %인가? (단, 소수점 첫째자리에서 반올림한다.) ① % ② % ③ % ④ % 17. 대류 열전달에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은? ① 단일관의 외부표면에서의 유체 흐름을 수반하는 열전달에서는 복사에 의한 열흐름이 중요할 수도 있다. ② 단일구 주변에 유체가 완전 정체되어 있을 때 입자 지름을 기준한 Nusselt수는 에 수렴한다. ③ 충전층내 충전입자와 유체간의 열전달에서도 Nusselt 수는 Reynolds수와 Prandtl수의 함수로 주어진다. ④ 자연대류의 경우 Nusselt수는 유체의 열팽창계수의 영향을 받는다. 18. 지름이 작고 수직으로 놓인 시험관의 닫힌 하단부에는 액체  가 담겨져 있다. 시험관의 열린 상단부에는  에 용해성이 없고 불활성인 기체 가 대류 흐름을 형성하고 있어  성분이 감지되지 않는다. 정상상태 에서 액체 는 계면에서 증발하여 상부로 단일 방향 확산한다고 가정한다. 이때 의 m2 당 증발 속도[kgmol/h]는? (단, 기체  의 확산도는 m2 /h, 총 기체의 농도는 kgmol/m3 , 계면에서 시험관 상단 까지의 거리는 cm, 계면에서의 의 몰분율은 이다.) ①  ×× kgmol/h ②  ×× kgmol/h ③  × ln  kgmol/h ④  × lnkgmol/h 19. 공기중에 포함되어 있는 방향족 화합물 는 특수한 흡수액체를 사용하여 포집이 가능하다. 원통형 흡수탑이 와 같은 조건에서 정상 상태로 운전중일 때, 흡수 공정 후 흡수액체속에 포함된 화합물  의 몰분율(out)은? (단, 는 기체 혼합물의 유량,  는 기체 혼합물 중에 포함된 화합물  의 몰분율, 흡수액체in은 흡수액체의 몰유량, 는 흡수액체에 포함된 화합물 의 몰분율을 나타냄) ①  ②  ③  ④  20. 표면 장력에 의해 발생하는 모세관 현상에 대한 설명 으로 가장 옳은 것은? ① 접촉각이 ° 미만인 경우 모세관의 직경이 작아질 수록 유체의 오름이 낮아진다. ② 접촉각이 ° 미만인 경우 유체간 인력이 유체와 고체 표면간 인력보다 크다. ③ 접촉각이 ° 미만인 경우 모세관을 통해 올라가는 유체의 높이는 밀도에 정비례한다. ④ 접촉각이 °인 경우 모세관 내의 유체의 오름이나 내림이 없다.