화공기술사 130회 2교시 2번

단열이 잘 되어 있는 가열탱크에 일정한 유량(2 kg/s)으로 공급되는 원료(Feed)를 가열탱크 내부 코일(Coil)에 증기(Steam)를 공급하여 가열하고 있다. 이 가열탱크 유효 공간의 부피는 5 m³이며, 원료 밀도와 비열은 각각 840 kg/m³, 4.0 kJ/kg·K로 시스템에서 일정하게 일정하게 운전 중이다. 현재 탱크 입구와 출구 온도가 각각 373 K, 423 K 이며, 정상상태(Steady-state)로 운전되고 있다. 이때, 가열탱크의 가열량을 계단 입력(Step Input)으로 +20% 만큼 증가시킨다면 출구온도가 최종 정상상태의 90%에 도달하도록 하는 소요되는 시간(hour)을 구하시오.