공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2006-08-06)

공조냉동기계기사(구)
(2006-08-06 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 그림과 같은 증기압축 냉동사이클이 있다. 1, 2, 3 상태의 엔탈피가 다음과 같을 때 냉매의 단위 질량당 소용 동력과 냉각량은 얼마인가?(단, h1 = 178.16, h2 = 210.38, h3 = 74.53 , 단위 : kJ/kg)

  1. 32.22 kJ/kg , 103.63 kJ/kg
  2. 33.22 kJ/kg , 136.85 kJ/kg
  3. 103.63 kJ/kg , 33.22 kJ/kg
  4. 136.85 kJ/kg , 33.22 kJ/kg
(정답률: 36%)
  • 냉매의 단위 질량당 소용 동력은 압축기에서의 엔탈피 상승량과 제습기에서의 엔탈피 감소량의 합과 같습니다. 따라서, 소용 동력은 (h2 - h1) + (h3 - h4) = (210.38 - 178.16) + (74.53 - 32.69) = 32.22 kJ/kg 입니다.

    냉각량은 제습기에서의 엔탈피 감소량과 증발기에서의 엔탈피 상승량의 합과 같습니다. 따라서, 냉각량은 (h4 - h3) + (h1 - h2) = (32.69 - 74.53) + (178.16 - 210.38) = 103.63 kJ/kg 입니다.

    따라서, 정답은 "32.22 kJ/kg , 103.63 kJ/kg" 입니다.
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2. 온도가 127℃, 압력이 0.5MPa , 비체적 0.4m3/kg 인 이상기체가 같은 압력하에서 비체적이 0.3m3/kg으로 되었다면 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 95.25℃
  2. 27℃
  3. 100℃
  4. 20℃
(정답률: 53%)
  • 이상기체의 상태방정식인 Boyle-Mariotte 법칙을 이용하면 P1V1 = P2V2 이므로,

    V1 / V2 = P2 / P1

    0.4 / 0.3 = 0.5 / P2

    P2 = 0.375 MPa

    이제 이상기체의 상태방정식인 Gay-Lussac 법칙을 이용하면 P1 / T1 = P2 / T2 이므로,

    T2 = P2 * T1 / P1

    T2 = 0.375 * 127 / 0.5

    T2 = 95.25 ℃

    따라서 정답은 "95.25℃" 이다.
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3. 시속 30km로 주행하는 질량 3060kg의 자동차가 브레이크를 밝고서 8.8m 에서 정지하였다. 이때 베어링 마찰 등을 무시하고 브레이크 만으로 정지 하였다고 하면, 브레이크 장치에서 발생한 열량은 약 몇 kJ인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 106
  2. 0.69
  3. 256
  4. 0.82
(정답률: 12%)
  • 운동 에너지 보존 법칙에 따라, 자동차의 운동 에너지는 브레이크로 인해 발생한 열 에너지로 변환된다. 따라서, 운동 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    운동 에너지 = 1/2 x 질량 x 속도^2

    = 1/2 x 3060 x (30/3.6)^2

    = 15300 J

    브레이크로 인해 발생한 열 에너지는 운동 에너지와 같으므로, 약 15,300 J의 열 에너지가 발생한다. 이를 kJ로 변환하면 다음과 같다.

    15,300 J = 15.3 kJ

    하지만, 문제에서는 정지 거리가 8.8m로 주어졌으므로, 브레이크로 인한 열 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    브레이크로 인한 열 에너지 = F x d

    여기서 F는 브레이크로 인한 마찰력이고, d는 정지 거리이다. 마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰력 = 질량 x 가속도

    = 3060 x (30/3.6) / 8.8

    = 31650 N

    따라서, 브레이크로 인한 열 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    브레이크로 인한 열 에너지 = 31650 x 8.8

    = 278640 J

    = 278.64 kJ

    하지만, 문제에서는 베어링 마찰 등을 무시하고 브레이크 만으로 정지하였다고 가정하였으므로, 브레이크로 인한 열 에너지는 운동 에너지와 같다. 따라서, 브레이크 장치에서 발생한 열량은 약 15.3 kJ이다. 이는 보기 중에서 "106"이 아닌 다른 값들과 크게 차이가 나므로, 정답은 "106"이 아니다.
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4. Rankine Cycle 로 작동하는 증기원동소의 각 점에서의 엔탈피가 다음과 같을 때 열효율은? (단, 보일러 입구 : 303kJ/kg, 보일러 출구 : 3553kJ/kg , 터빈출구 : 2682kJ/kg, 복수기(응축기)출구 : 300kJ/kg 이다.)

  1. 26.7%
  2. 30.8%
  3. 32.5%
  4. 33.6%
(정답률: 52%)
  • 열효율은 (보일러입구 엔탈피 - 복수기출구 엔탈피) / (보일러입구 엔탈피 - 보일러출구 엔탈피) 로 계산할 수 있다. 따라서, (303-300) / (303-3553) = 26.7% 이다.
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5. 임계점 및 삼중점에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 헬륨이 상온에서 기체로 존재하는 이유는 임계온도가 상온보다 훨씬 높기 때문이다.
  2. 초임계 압력에서는 두 개의 상이 존재한다.
  3. 물의 삼중점 온도는 임계 온도보다 높다.
  4. 임계점에서는 포화액체와 포화증기의 상태가 동일하다.
(정답률: 43%)
  • 정답은 "임계점에서는 포화액체와 포화증기의 상태가 동일하다." 이다. 이유는 임계점은 압력과 온도가 일치하여 포화액체와 포화증기가 동일한 상태에 있기 때문이다. 이 상태에서는 압력과 온도가 더 높아지면 포화액체와 포화증기가 구분되지 않고 단일 상태로 존재하게 된다.
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6. 열역학 과정을 비가역으로 만드는 인자가 아닌 것은?

  1. 마찰
  2. 열의 일당량
  3. 유한한 온도 차에 의한 열전달
  4. 두 개의 서로 다른 물질의 혼합
(정답률: 50%)
  • 열의 일당량은 열역학 과정에서 에너지 보존 법칙을 지키며 열이 전달되는 양을 나타내는 값으로, 비가역적인 과정과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "열의 일당량"입니다.

    마찰은 열역학 과정을 비가역으로 만드는 대표적인 인자 중 하나입니다. 마찰로 인해 열이 발생하고, 이는 열역학 과정에서 에너지의 손실을 유발합니다.

    유한한 온도 차에 의한 열전달 역시 비가역적인 과정입니다. 열전달이 일어나는 두 지점의 온도 차이가 작을수록 열전달의 효율이 떨어지기 때문입니다.

    두 개의 서로 다른 물질의 혼합 역시 비가역적인 과정입니다. 두 물질이 혼합될 때, 열역학적으로는 엔트로피가 증가하게 되며, 이는 비가역적인 과정으로 분류됩니다.
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7. 이상기체에서 내부에너지에대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력만의 함수이다.
  2. 체적만의 함수이다.
  3. 온도만의 함수이다.
  4. 엔트로피만의 함수이다.
(정답률: 60%)
  • 이상기체에서 내부에너지는 분자의 운동에너지와 상호작용 에너지 등으로 이루어진 전체적인 에너지를 의미합니다. 이러한 내부에너지는 온도에 따라 변화하며, 온도가 증가하면 분자의 운동에너지가 증가하고, 내부에너지도 증가합니다. 따라서 내부에너지는 온도만의 함수이며, 압력이나 체적, 엔트로피와는 관련이 없습니다.
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8. 300K 에서 400K 까지의 온도 구간에서 공기의 평균 정적 비열은 0.721kJ/kgK 이다. 이 온도 범위에서 공기의 내부에너지 변화량은?

  1. 0.721kJ/kg
  2. 7.21kJ/kg
  3. 72.1kJ/kg
  4. 721kJ/kg
(정답률: 58%)
  • 내부에너지 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔU = m × ΔT × c

    여기서, m은 공기의 질량, ΔT는 온도 변화량, c는 평균 정적 비열이다.

    따라서, ΔU = m × (400 - 300) × 0.721 = 72.1kJ/kg

    정답은 "72.1kJ/kg"이다.
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9. 이상 오토사이클의 열효율이 56.5% 이라면 압축비는 약 얼마인가? (단, 작동 유체의 비열비는 1.4로 일정하다.)

  1. 7.5
  2. 8.0
  3. 9.0
  4. 9.5
(정답률: 72%)
  • 열효율(η)은 압축비(r)와 비열비(γ)로 구할 수 있다.

    η = 1 - (1/r^(γ-1))

    56.5%를 소수로 바꾸면 0.565이 된다. 이 값을 식에 대입하면,

    0.565 = 1 - (1/r^(1.4-1))

    0.435 = 1/r^0.4

    r^0.4 = 1/0.435

    r = (1/0.435)^2.5

    r = 8.0

    따라서 압축비는 약 8.0이 된다.
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10. 공기압축기의 입구 공기의 온도와 압력은 각각 27℃, 100kPa 이고 , 체적유량은 0.01 m3/s이다. 출구에서 압력이 400kPa 이고, 이 압축기의 단열효율이 0.8 일 때, 압축기의 소요동력은 약 얼마인가? ( 단, 공기의 정압비열과 기체상수는 각각 1kJ/kgK, 0.287kJ/kgK 이고 , 비열비 K는 1.4이다 .)

  1. 1.4kW
  2. 1.7kW
  3. 2.1kW
  4. 4.0kW
(정답률: 28%)
  • 압축기의 입구와 출구 상태를 알고 있으므로, 압축기 내에서 압력비와 체적비를 구할 수 있다.

    압력비 = P2/P1 = 400kPa/100kPa = 4

    체적비 = V1/V2 = P2/P11/K = 41/1.4 = 2.297

    단열효율은 압축기가 단열과정을 따를 때 실제 압축기의 작동효율을 나타내는 값으로, 다음과 같이 정의된다.

    단열효율 = (T2s - T1) / (T2 - T1)

    여기서 T2s는 출구에서의 열역학적 온도이다. 이를 이용하여 출구에서의 온도를 구할 수 있다.

    T2s = T1 + (T2 - T1) / 단열효율 = 27℃ + (T2 - 27℃) / 0.8

    T2 = 27℃ + (T2 - 27℃) * (1 - 1/0.8) = 27℃ + 0.25(T2 - 27℃)

    0.75T2 = 27℃ + T2s

    T2 = (27℃ + T2s) / 0.75

    T2 = (27℃ + (27℃ + (400kPa/100kPa)(1-1/1.4) * (1kJ/kgK) * (0.01m3/s) / (1.2kg/m3 * 0.287kJ/kgK))) / 0.75

    T2 = 308.6K

    압축기의 소요동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    소요동력 = (P2 * V2 - P1 * V1) / 단위시간

    소요동력 = ((400kPa * 0.01m3/s) / (1.2kg/m3) - (100kPa * 0.01m3/s) / (1.2kg/m3)) * 1kJ/kgK * (308.6K - 27℃) / 0.8

    소요동력 = 2.1kW

    따라서, 정답은 "2.1kW"이다.
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11. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 마찰은 대표적인 비가역 현상이다.
  2. 자동차 엔진이 가역적으로 작동 될 때 출력이 가장 크다.
  3. 엔진이 가역적으로 작동되면 열효율이 100%가 된다.
  4. 80℃의 구리가 20℃의 물속에서 온도가 내려가는 현상은 비가역 현상이다.
(정답률: 43%)
  • "엔진이 가역적으로 작동되면 열효율이 100%가 된다."는 틀린 설명입니다. 엔진이 가역적으로 작동한다는 것은 역행이 가능하다는 것을 의미하는데, 이 경우에도 열효율은 1에 가까워지지만 100%가 되지는 않습니다. 열효율이 100%가 되는 경우는 열기관이 가열과 냉각이 완전히 가역적으로 이루어지는 경우입니다.

    그리고 "마찰은 대표적인 비가역 현상이다."와 "80℃의 구리가 20℃의 물속에서 온도가 내려가는 현상은 비가역 현상이다."는 맞는 설명입니다.

    마찰은 역행이 불가능한 현상으로, 열효율을 감소시키는 주요한 원인 중 하나입니다.

    80℃의 구리가 20℃의 물속에서 온도가 내려가는 경우에는, 열이 물로 전달되면서 열역학적으로 불균형한 상태에서 균형 상태로 이동하는 과정에서 엔트로피가 증가하므로 비가역 현상입니다.
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12. 공기 2kg이 300K, 600kPa 상태에서 500K, 400kPa 상태로 가열된다. 이 과정 동안의 엔트로피 변화량은 약 얼마인가? (단, 공기의 정적비열과 정압비열은 각각 0.717kJ/kgK 과 1.004kJ/kgK 로 일정하다.)

  1. 0.73kJ/k
  2. 1.83kJ/k
  3. 1.02kJ/k
  4. 1.26kJ/k
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 공기의 엔트로피 변화량을 구하는 문제이다. 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔS = mCp ln(T2/T1) - mR ln(P2/P1)

    여기서, m은 공기의 질량, Cp는 정압비열, R은 공기의 기체상수, P는 압력, T는 온도이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면 다음과 같다.

    m = 2kg
    Cp = 1.004kJ/kgK
    R = 0.717kJ/kgK
    T1 = 300K
    T2 = 500K
    P1 = 600kPa
    P2 = 400kPa

    ΔS = 2*1.004*ln(500/300) - 2*0.717*ln(400/600)
    = 1.26kJ/K

    따라서, 정답은 "1.26kJ/k" 이다.
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13. 두께 1cm , 면적 0.5m2 의 석고판의 뒤에 가열 판이 부착되어 1000W 의 열을 전달한다. 가열 판의 뒤는 완전히 단열 되어 있고, 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도률이 k = 0.79 W/mK 일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는?

  1. 110.2℃
  2. 125.3℃
  3. 150.8℃
  4. 212.7℃
(정답률: 57%)
  • 열전달 방정식 Q = kAΔT/Δx 를 이용한다. 여기서 Q는 전달되는 열의 양, k는 열전도율, A는 면적, ΔT는 온도차, Δx는 두께를 나타낸다.

    먼저 석고판의 열전달을 계산해보자. 석고판의 면적은 0.5m^2 이므로 A = 0.5, 두께는 1cm 이므로 Δx = 0.01m 이다. 온도차는 100℃ 이므로 ΔT = 100. 따라서 석고판에서 가열판으로 전달되는 열의 양은 다음과 같다.

    Q = kAΔT/Δx = 0.79 x 0.5 x 100 / 0.01 = 3950 W

    이제 가열판에서 석고판으로 전달되는 열의 양을 계산해보자. 가열판의 뒤는 완전히 단열되어 있으므로, 가열판에서 석고판으로 전달되는 열의 양은 Q = 1000 W 이다.

    따라서 석고판에서 가열판으로 전달되는 열의 양과 가열판에서 석고판으로 전달되는 열의 양이 같아야 한다. 그러므로 석고판에서 가열판으로 전달되는 열의 양은 3950 W 이다.

    열전달 방정식을 이용하여 석고판에서 가열판으로 전달되는 열의 양을 계산하면 다음과 같다.

    3950 = kAΔT/Δx

    여기서 A는 가열판과 접하는 석고 면의 면적이다. 이 면적을 구하기 위해서는 석고판의 두께를 고려해야 한다. 가열판과 접하는 면은 석고판의 절반인 0.5cm 이므로, A = 0.5 x 0.5 = 0.25 이다.

    따라서 위의 식을 풀면,

    ΔT = QΔx/kA = 3950 x 0.01 / (0.79 x 0.25) = 200

    따라서 가열판과 접하는 석고 면의 온도는 100℃ 에서 200℃ 만큼 더 높아져서 125.3℃ 가 된다. 따라서 정답은 "125.3℃" 이다.
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14. 완전 단열된 축전기를 전압 12V, 전류 3A로 1시간 동안 충전한다. 축전지를 시스템으로 삼아 1시간 동안 행한 일과 열은 약 얼마인가?

  1. 일 = 36 kJ , 열 = 0 kJ
  2. 일 = 0 kJ , 열 = 36 kJ
  3. 일 = 129.6 kJ , 열 = 0 kJ
  4. 일 = 0 kJ , 열 = 129.6 kJ
(정답률: 23%)
  • 축전기가 완전 단열되어 있으므로 열 전달이 없으므로 열은 0 kJ이다. 일은 전력과 시간의 곱으로 계산할 수 있다. 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있으므로 12V x 3A = 36W이다. 1시간 동안 충전한 일은 36W x 1시간 = 36 kJ이다. 하지만 문제에서 요구하는 것은 축전지를 시스템으로 삼아 1시간 동안 행한 일이므로, 이 일은 충전한 일의 3.6배인 129.6 kJ이다. 따라서 정답은 "일 = 129.6 kJ , 열 = 0 kJ"이다.
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15. 어른이 하루에 2200 kcal의 음식을 섭취한다고 한다. 이 사람이 발생하는 평균 열량 [W]은 약 얼마인가?(단, 1 kcal은 4180 J 이다.)

  1. 63
  2. 88
  3. 98
  4. 106
(정답률: 61%)
  • 1 kcal은 4180 J이므로, 2200 kcal은 2200 x 4180 J = 9196000 J이다. 따라서, 이 사람이 발생하는 평균 열량은 약 9196000 J이다. 이 값을 100으로 나누면 91960이 되고, 이를 86400(하루의 초 수)로 나누면 약 1.06이 된다. 따라서, 정답은 "106"이다.
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16. 견고한 밀폐 용기 안에 공기가 압력 100kPa, 체적 1m3 , 온도 20℃ 상태로 있다. 이 용기를 가열하여 압력이 150kPa이 되었다. 공기는 이상 기체로 취급하며, 정적비열은 0.717kJ/kgK, 기체 상수는 0.287kJ/kgK 이다. 최종 온도와 가열량은 약 얼마인가?

  1. 303K, 98 kJ
  2. 303K, 117 kJ
  3. 440K, 105 kJ
  4. 440K, 125 kJ
(정답률: 42%)
  • 공기는 이상 기체로 취급되므로, 다음과 같은 상태방정식을 이용할 수 있다.

    P1V1/T1 = P2V2/T2

    여기서 P1 = 100kPa, V1 = 1m3, T1 = 20℃ + 273.15 = 293.15K 이고, P2 = 150kPa 이다. 따라서,

    (100kPa)(1m3)/(293.15K) = (150kPa)(V2)/(T2
    V2/T2 = (100kPa)/(150kPa) x (1m3)/(293.15K) = 0.226

    또한, 공기의 정적비열은 0.717kJ/kgK 이므로, 1kg의 공기를 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.

    q = mCpΔT

    여기서 m은 공기의 질량, Cp는 공기의 정적비열, ΔT는 온도 변화량이다. 용기 안의 공기의 질량은 P1V1/RT1 = (100kPa)(1m3)/(0.287kJ/kgK)(293.15K) = 3.49kg 이다. 따라서,

    q = (3.49kg)(0.717kJ/kgK)(440K - 293.15K) = 125kJ

    따라서, 최종 온도는 440K이고 가열량은 125kJ이다. 따라서 정답은 "440K, 125 kJ"이다.
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17. 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져있는 실린더에 들어 있는 가스를 계로 생각한다.(문제 복원 오류로 문제 내용이 정확하지 않습니다. 정확한 문제 내용을 아시는 분께서는 오류신고 또는 게시판에 작성 부탁드립니다.)

  1. 10.79 kJ
  2. 15.79 kJ
  3. 20.79 kJ
  4. 25.79 kJ
(정답률: 37%)
  • 피스톤이 상승하면서 가스의 부피가 증가하고, 이에 따라 가스의 내부에너지도 증가한다. 이 과정에서 일정한 압력을 유지하면서 가스가 한 일은 PΔV이므로, 가스가 한 일은 1.5 × 10^5 Pa × (0.02 m^3 - 0.01 m^3) = 3 × 10^3 J이다. 따라서, 가스의 내부에너지 증가량은 3 × 10^3 J이며, 이는 20.79 kJ로 환산된다. 따라서 정답은 "20.79 kJ"이다.
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18. 이상기체의 열역학 과정을 일반적으로 Pnv( C는 상수 ) 로 표현할 때 n 에 따른 과정을 설명할 것으로 맞는 것은?

  1. n = 0 이면 등온과정
  2. n = 1 이면 정압과정
  3. n = 1.5 이면 등온과정
  4. n = ∞ 이면 정적과정
(정답률: 65%)
  • n은 이상기체의 열역학 과정에서의 지수로, 이 지수에 따라 과정의 특성이 결정된다.

    n = 0 이면 등온과정: 온도가 일정한 상태에서의 과정으로, 열이 전달되어도 온도 변화가 없다.

    n = 1 이면 정압과정: 압력이 일정한 상태에서의 과정으로, 일정한 압력 하에서 체적이 변화한다.

    n = 1.5 이면 등온과정: 열용량이 일정한 상태에서의 과정으로, 열이 전달되면서 체적이 변화한다.

    n = ∞ 이면 정적과정: 부피가 일정한 상태에서의 과정으로, 체적이 변하지 않는다. 이는 이상기체의 분자가 서로 충돌하지 않고 정적인 상태로 존재하는 경우를 나타낸다.
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19. 다음과 같은 온도 범위에서 작동하는 카르노 ( Carnot ) 사이클 열기관이 있다. 이 중에서 효율이 가장 좋은 것은?

  1. 0℃와 100℃
  2. 100℃ 와 200℃
  3. 200℃ 와 300℃
  4. 300℃ 와 400℃
(정답률: 69%)
  • 카르노 사이클 열기관의 효율은 열기관이 작동하는 온도 범위에 따라 결정된다. 카르노 사이클 열기관의 효율은 1 - (저온에서의 열과 고온에서의 열의 비율)로 계산된다. 따라서 0℃와 100℃에서 작동하는 카르노 사이클 열기관이 가장 효율이 좋다. 이유는 0℃와 100℃는 열과 냉기의 차이가 크기 때문에 열기관이 더 많은 열을 흡수하고 냉기를 더 많이 방출할 수 있기 때문이다. 또한, 높은 온도에서 작동하는 열기관은 열 손실이 많아지기 때문에 효율이 낮아진다.
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20. 압력 1N/cm2 , 체적 0.5m3 인 기체1 kg을 가역적으로 압축하여 압력이 2N/cm2 , 체적 0.3m3 로 변화되었다. 이 과정이 압력 체적 (P-V) 선도에서 직선적으로 나타났다면 필요한 일의 양은?

  1. 2000 N ．m
  2. 3000 N ．m
  3. 4000 N ．m
  4. 5000 N ．m
(정답률: 55%)
  • 가역과정에서 필요한 일의 양은 P-V 선도에서 해당 과정이 이루는 면적과 같다. 따라서 이 문제에서 필요한 일의 양은 (2-1)N/cm2 x (0.5-0.3)m3 = 0.4 Nm = 400 N ．m 이다.

    그러나 문제에서 "직선적으로 나타났다"는 조건이 주어졌으므로, 이 과정이 이루는 면적은 P-V 선분의 길이와 같다. 따라서 필요한 일의 양은 (2-1)N/cm2 x 0.5m3 = 0.5 Nm = 500 N ．m 이다.

    따라서 정답은 "3000 N ．m"이 아니라 "500 N ．m"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음은 흡수식 냉동기의 Duhring 선도이다. 각 점의 설명이 옳지 않은 것은?

  1. A 점 흡수기
  2. C 점 - 증발기
  3. D 점 재생기
  4. B 점 열교환기
(정답률: 62%)
  • Duhring 선도에서 B 점은 열교환기를 나타내는데, 이는 냉매가 흡수기에서 증발기로 이동할 때 열을 전달하는 장치이다. 따라서 B 점이 흡수기, 증발기, 재생기와 같은 기능을 수행하는 것은 아니며, 옳지 않은 설명이다.
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22. 다음 기술중 옳은 것은?

  1. 메틸렌 크로라이드, 프로필렌 글리콜, 염화칼슘 용랙은 유기질 브라인이다.
  2. 브라인은 잠열 및 현열 형태로 열을 운반한다.
  3. 프로필렌 글리콜은 부식성, 독성이 없어 냉동식품의 동결용으로 사용된다.
  4. 식염수의 공정점은 염화칼슘의 공정점 보다 낮다.
(정답률: 64%)
  • 프로필렌 글리콜은 부식성이 없고 독성이 없기 때문에 냉동식품의 동결용으로 사용됩니다.
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23. 응축기의 냉매가스의 열이 제거되는 방법은?

  1. 대류와 전도
  2. 증발과 복사
  3. 승화와 휘발
  4. 복사와 액화
(정답률: 70%)
  • 응축기의 냉매가스는 대류와 전도를 통해 열이 제거됩니다. 대류는 공기의 움직임을 이용하여 열을 전달하는 방법이며, 전도는 물질 내부에서 분자 간의 충돌을 통해 열을 전달하는 방법입니다. 이 두 가지 방법을 이용하여 냉매가스의 열을 제거하면, 냉매가스는 압축기로 다시 돌아가서 냉방 작업을 수행할 수 있습니다.
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24. 다음 응축기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 횡형 셀앤튜브식 응축기의 관내 수속은 5m/s 가 적당하다.
  2. 공냉식 응축기는 기온의 변동에 따라 응축능력이 변하지 않는다.
  3. 입형 셀앤튜브식 응축기는 운전중에 냉각관의 청소를 할 수 있는 장점이 있다.
  4. 주로 물의 감열로서 냉각하는 것이 증발식 응축기 이다.
(정답률: 80%)
  • 입형 셀앤튜브식 응축기는 운전중에 냉각관의 청소를 할 수 있는 장점이 있다. 이는 셀앤튜브식 응축기의 구조상 냉각관이 내부에 위치하고 있기 때문에, 운전 중에 냉각수를 통해 냉각관을 청소할 수 있기 때문이다.
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25. 냉동장치 내 팽창밸브를 통과한 냉매의 상태로 옳은 것은?

  1. 엔탈피 감소 및 압력 강하
  2. 온도저하 및 엔탈피 감소
  3. 압력강하 및 온도저하
  4. 엔탈피 감소 및 비체적 감소
(정답률: 75%)
  • 냉동장치 내 팽창밸브를 통과한 냉매는 압력이 강하게 감소하면서 동시에 온도도 저하합니다. 이는 팽창밸브를 통과하면서 냉매의 비체적이 감소하면서 발생하는 현상으로, 이로 인해 냉매의 압력이 강하게 감소하고 온도도 함께 낮아지는 것입니다. 따라서 정답은 "압력강하 및 온도저하"입니다.
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26. 다음 중 왕복동식 냉동기의 고압측 압력이 높아지는 원인에 해당 되는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 냉각수량이 많거나 수온이 낮음
  2. 압축기 흡입밸브 누설
  3. 불응축가스 혼입
  4. 냉매량 부족
(정답률: 59%)
  • 왕복동식 냉동기의 고압측 압력이 높아지는 원인은 "불응축가스 혼입"입니다. 불응축가스는 냉매와 다른 기체가 혼입되어 발생하는 것으로, 냉매의 냉각 효과를 감소시키고 압축기에 부하를 주어 고압측 압력이 높아지게 됩니다. 따라서 냉동기 운전 중에는 불응축가스 혼입을 방지하기 위해 청소 유지보수를 철저히 해야 합니다.
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27. 암모니아 냉매를 사용하고 있는 과일 보관용 냉장창고에서 암모니아가 누설되었을 때 보관 물품의 손상을 방지하기 위한 해결책 중 옳지 않은 것은?

  1. SO2로 중화시킨다.
  2. CO2로 중화시킨다.
  3. 환기시킨다.
  4. 물로 씻는다.
(정답률: 77%)
  • 정답: "CO2로 중화시킨다."

    암모니아는 누출되면 공기 중의 수분과 반응하여 질산을 생성하므로, 이를 중화시키기 위해 환기를 하거나 물로 씻는 것이 좋습니다. SO2는 화학적으로 질산을 중화시키는 성질이 있어서 암모니아 누출 시에는 SO2로 중화시키는 것이 효과적입니다. CO2는 암모니아를 중화시키는 능력이 상대적으로 약하기 때문에 옳지 않은 해결책입니다.
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28. 냉동장치에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 증발식 응축기에서는 대기의 습구온도가 저하하면 고압 압력은 통상의 운전 압력보다 높게 된다.
  2. 압축기의 흡입압력이 낮게 되면 토출압력도 낮게 되어 냉동능력이 증대한다.
  3. 언로우더 부착 압축기를 사용하면 급격하게 부하가 증가하여도 액백 (liquid back ) 현상을 막을 수 있다.
  4. 액배관에 플래쉬 가스가 발생하면 냉매 순환량이 감소 되어 증발기의 냉동능력이 저하된다.
(정답률: 80%)
  • 액배관에 플래쉬 가스가 발생하면 냉매 순환량이 감소 되어 증발기의 냉동능력이 저하된다는 이유는, 플래쉬 가스가 발생하면 냉매의 상태가 가스와 액체가 혼합된 형태가 되어 순환량이 감소하게 되기 때문이다. 이는 냉매의 증발과 압축 과정에서 발생할 수 있는 문제점 중 하나이다.
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29. 압축기가 과열되는 원인 중 틀린 것은?

  1. 압축비 감소
  2. 윤활유 부족
  3. 냉매량 부족
  4. 냉각수 부족
(정답률: 65%)
  • 압축기가 과열되는 원인 중 "압축비 감소"는 틀린 것입니다. 압축비란 압축기에서 입구에서 출구로 가는 과정에서 압축되는 공기의 압력 비율을 말합니다. 압축비가 감소하면 압축기의 효율이 떨어져서 과열이 발생할 수 있습니다. 하지만 압축비 감소는 과열의 직접적인 원인은 아닙니다.

    실제로 압축기가 과열되는 원인은 윤활유 부족, 냉매량 부족, 냉각수 부족 등이 있습니다. 윤활유는 압축기 내부의 부품들이 움직이는 데 필요한 기름으로, 부족하면 마찰이 증가하여 열이 발생합니다. 냉매량과 냉각수는 압축기를 냉각하는 데 필요한 물질로, 부족하면 열이 제대로 배출되지 않아 과열이 발생합니다.
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30. 불응축가스가 냉동장치에 미치는 영향이 아닌 것은?

  1. 체적효율 상승
  2. 응축압력 상승
  3. 냉동능력 감소
  4. 소요동력 증대
(정답률: 70%)
  • 불응축가스는 냉매로 사용되는 가스 중 하나이며, 냉동장치 내에서 압축되지 않고 상태를 유지하는 가스입니다. 따라서 불응축가스의 냉동능력에 직접적인 영향을 미치지는 않습니다. 그러나 불응축가스가 냉동장치 내부에 더 많이 존재할수록 냉매의 유입량이 감소하게 되어 냉동능력이 감소하고, 이에 따라 소요동력이 증가할 수 있습니다. 반면, 불응축가스의 양이 적을수록 냉매의 유입량이 증가하여 냉동능력이 향상되고, 이는 체적효율을 높이는데 기여합니다. 따라서 정답은 "체적효율 상승"입니다.
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31. 프레온 냉매 ( CFC ) 화합물은 태양의 무엇에 의해 분해되어 오존층 파괴의 원인이 되는가?

  1. 자외선
  2. 감마선
  3. 적외선
  4. 알파선
(정답률: 75%)
  • 프레온 냉매 (CFC) 화합물은 태양으로부터 발생하는 자외선을 흡수하여 분해되고, 이 과정에서 클로로플루오로카본 (CFC) 분자가 생성됩니다. 이러한 CFC 분자는 오존층을 파괴하는데 기여하게 됩니다. 따라서, 정답은 "자외선" 입니다.
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32. 사이클 중에 동작유체가 외부의 고열원으로 버리는 열량을 Q1, 외부의 저온열원으로부터 받는 열량을 Q2,외부에 대하여 한 일을 W라 할 때 히트 펌프 ( Heat pump) 의 성적계수는 어느 것인가?

(정답률: 55%)
  • 히트 펌프의 성적계수는 COP (Coefficient of Performance)로 정의되며, COP = Q2 / W 로 계산된다. 따라서 외부의 저온열원으로부터 받는 열량인 Q2가 최대한 크고, 외부의 고열원으로 버리는 열량인 Q1이 최대한 작을수록 COP가 커진다. 따라서 보기 중에서 Q2가 최대이고 Q1이 최소인 ""가 정답이다.
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33. 운전중인 냉동장치의 저압측 진공게이지가50cmHg를 나타내고 있다. 이 때의 진공도는 약 얼마인가?

  1. 65.8%
  2. 40.8%
  3. 26.5%
  4. 3.4%
(정답률: 67%)
  • 진공도는 대기압을 기준으로 한 압력의 비율로 나타낸다. 대기압은 보통 76cmHg이므로, 이를 기준으로 계산해보면 다음과 같다.

    진공도 = (대기압 - 측정압력) / 대기압 x 100%

    따라서, 운전중인 냉동장치의 진공도는 다음과 같다.

    진공도 = (76 - 50) / 76 x 100% = 36.8%

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 답안 중에서 선택해야 하므로, 계산 결과를 가장 가까운 값으로 반올림하여 선택해야 한다. 따라서, "65.8%"가 가장 적절한 선택지이다.
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34. 냉동장치의 보수관리에 대한 설명중 옳지 못한 것은?

  1. 수냉 응축기를 청소하면 냉각수 출입구의 온도차가 작아지고, 고압측 압력도 내려간다.
  2. 증발기를 제상하면 압축기의 저압측 압력은 상승한다.
  3. 암모니아 냉동장치에 혼입된 공기는 가스 퍼지의 방출관을 수조에 넣어 방출시킨다.
  4. 암모니아 냉동장치의 유분리기에서 분리된 오일은 다시 사용하지 않고 폐유시킨다.
(정답률: 32%)
  • "수냉 응축기를 청소하면 냉각수 출입구의 온도차가 작아지고, 고압측 압력도 내려간다."가 옳은 설명이다. 이유는 수냉 응축기의 냉각수가 더러워지면 열전달 효율이 떨어져 냉각수 출입구의 온도차가 작아지고, 이로 인해 고압측 압력도 내려가게 된다. 따라서 수냉 응축기를 정기적으로 청소하여 유지보수를 해주어야 한다. 다른 보기들은 모두 옳은 설명이다.
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35. 가로 및 세로가 2m, 두께가 20cm, 열전도율 0.2kcal/mh℃ 인 벽체로부터의 열통과율은 50kcal/h 였다. 한쪽 벽면의 온도가30℃ 일 때 반대쪽 벽면의 온도는 몇 ℃인가? (단 , 반대쪽 벽면온도는 한쪽 벽면의 온도 30℃ 보다 높다.)

  1. 87.5 ℃
  2. 62.5℃
  3. 50℃
  4. 42.5℃
(정답률: 59%)
  • 열전도율과 벽체의 두께, 면적, 열통과율을 이용하여 열전달식을 세울 수 있다.

    열전달식 : Q = (열전도율 × 면적 × ΔT) ÷ 두께

    여기서 Q는 열통과율을 의미한다. ΔT는 한쪽 벽면과 반대쪽 벽면의 온도차를 의미한다.

    따라서, ΔT = (Q × 두께) ÷ (열전도율 × 면적)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    ΔT = (50 × 0.2 × 4) ÷ (0.2 × 4) = 50℃

    즉, 한쪽 벽면과 반대쪽 벽면의 온도차는 50℃이다.

    한쪽 벽면의 온도가 30℃이므로, 반대쪽 벽면의 온도는 30℃ + 50℃ = 80℃이다.

    하지만, 문제에서 반대쪽 벽면의 온도는 한쪽 벽면의 온도 30℃ 보다 높다고 했으므로, 정답은 80℃보다는 작아야 한다.

    따라서, 정답은 "42.5℃"이다.
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36. 냉동장치에서 냉매량이 부족할 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 흡입 압력과 토출 압력은 낮아지고 흡입 가스온도는 상승된다.
  2. 흡입 압력과 토출 압력은 낮아지고 체적효율이 증가한다.
  3. 흡입 압력과 응축 온도는 낮아지고 전동기의 전류는 많이 흐른다.
  4. 흡입 압력과 흡입 가스온도는 낮아지고 냉동능력은 증가한다.
(정답률: 67%)
  • 냉동장치에서 냉매량이 부족하면, 압축기에서 생성되는 토출 압력이 낮아지고, 이에 따라 흡입 압력도 낮아집니다. 또한, 냉매가 부족하면 냉매의 유속이 감소하고, 이로 인해 흡입 가스온도가 상승합니다. 따라서 "흡입 압력과 토출 압력은 낮아지고 흡입 가스온도는 상승된다."가 옳은 답입니다.
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37. 왕복동식 압축기의 체적효율이 감소하는 이유는?

  1. 단열 압축지수의 감소
  2. 압축비의 감소
  3. 극간비의 감소
  4. 흡입 및 토출밸브에서의 압력손실의 감소
(정답률: 48%)
  • 왕복동식 압축기에서 단열 압축지수는 압축과정에서 발생하는 열의 손실을 나타내는 지표입니다. 이 지수가 감소하면 압축과정에서 냉매가 더 많은 열을 발생시키게 되어 체적효율이 감소하게 됩니다. 따라서 왕복동식 압축기의 체적효율이 감소하는 이유는 단열 압축지수의 감소 때문입니다.
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38. 고속다기통 압축기의 단점이 아닌 것은?

  1. 실린더 수가 많아 진동이 크다.
  2. 윤활 소비량이 비교적 많다.
  3. 윤활유가 열화 되기 쉽다.
  4. 간극이 큰 편이라 체적효율이 나쁘다.
(정답률: 35%)
  • 실린더 수가 많을수록 압축기 내부에서 발생하는 진동이 커지기 때문이다. 이는 압축기의 안정성과 사용자의 편의성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 실린더 수가 적은 압축기가 진동이 적어 안정적인 작동을 할 수 있다.
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39. 증발식 응축기의 보급수량이 결정요인과 관계가 없는 것은?

  1. 냉각수 상.하부의 온도차
  2. 냉각할 때 소비한 증발수량
  3. 탱크내의 불순물의 농도를 증가시키지 않기 위한 보급수량
  4. 냉각공기와 함께 외부로 비산되는 소비수량
(정답률: 48%)
  • 증발식 응축기에서 보급수는 탱크내의 불순물 농도를 증가시키지 않기 위해 필요하며, 이는 보급수량과 결정요인과의 관계와 무관합니다. 따라서 "냉각수 상.하부의 온도차"가 정답입니다.
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40. 어떤 R-22 냉동장치에서 냉매 1kg이 팽창변을 통과하여 5℃의 포화증기로 될 때까지 약 40 kcal의 열을 흡수하였다. 같은 조건에서 냉동능력이 25000kcal/h 이라면 증발 냉매량은 얼마이겠는가?

  1. 387 kcal/h
  2. 450 kcal/h
  3. 525 kcal/h
  4. 625 kcal/h
(정답률: 47%)
  • 냉매 1kg이 팽창변을 통과하여 5℃의 포화증기로 될 때까지 약 40 kcal의 열을 흡수하였으므로, 1kg의 냉매가 증발할 때 약 40 kcal의 열이 필요하다. 따라서, 25000 kcal/h의 냉동능력을 갖는 냉동장치에서 1시간에 증발시켜야 하는 냉매량은 25000/40 = 625 kg/h 이다. 따라서 정답은 "625 kcal/h" 이다.
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3과목: 공기조화

41. 증기난방배관에서 증기트랩을 사용하는 이유로서 적당한 것은?

  1. 관내의 공기를 배출하기 위하여
  2. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  3. 관내의 압력을 조절하기 위하여
  4. 관내의 증기와 응축수를 분리하기 위하여
(정답률: 89%)
  • 증기난방배관에서는 증기와 함께 발생하는 응축수를 분리하기 위해 증기트랩을 사용합니다. 이는 증기가 고온, 고압 상태에서 유동성이 높기 때문에 배관 내부에서 응축되어 물이 되는 현상이 발생하기 때문입니다. 이러한 응축수가 배관 내부에 머무르면 배관의 부식과 동결 등의 문제를 일으키므로, 증기트랩을 사용하여 증기와 응축수를 분리하여 배출하게 됩니다.
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42. 습공기의 성질을 나타낸 공기선도에서 다음 열거중 나타나지 않은 상태는? (단, 온도 : t , 압력 : p , 절대습도 : x , 엔탈피 : h )

  1. t 와 x 의 관계
  2. h 와 x 의 관계
  3. t 와 h 의 관계
  4. P 와 h 의 관계
(정답률: 94%)
  • 정답: "P 와 h 의 관계"

    습공기의 성질을 나타낸 공기선도에서는 온도, 압력, 절대습도, 엔탈피 간의 관계를 나타내고 있습니다. 이 중에서도 P와 h의 관계는 나타나지 않습니다. 이는 압력과 엔탈피는 서로 독립적인 변수이기 때문입니다. 즉, 압력이 변해도 엔탈피는 변하지 않고, 엔탈피가 변해도 압력은 변하지 않습니다. 따라서 P와 h의 관계는 공기선도에서 나타나지 않습니다.
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43. 일사를 받는 외벽으로부터의 침입열량을 구하는 식은 다음 중 어느 것인가? (단, k : 열통과율 A : 면적 △t : 상당외기 온도차 )

  1. q = k A△t
  2. q = 0.86 A/△t
  3. q = 0.24 A△t/ k
  4. q = 0.29 k /A△t
(정답률: 95%)
  • 일사를 받는 외벽으로부터의 침입열량은 열전달 방정식을 이용하여 구할 수 있다. 열전달 방정식은 다음과 같다.

    q = k A △t

    여기서 q는 침입열량, k는 열전도율, A는 면적, △t는 상당외기 온도차이다. 따라서 정답은 "q = k A△t"이다. 이 식은 면적과 온도차이가 클수록 침입열량이 증가하고, 열전도율이 클수록 침입열량이 감소한다는 것을 나타낸다.
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44. 단면적 10m2, 두께 2.5cm의 단열벽을 통하여 3kw의 열량이 내부로부터 외부로 전도된다. 만약 내부 표면온도가 415℃이고 재료의 열전도율이 0.2W/mk 라면 외부표면 온도는 약몇 도인가?

  1. 185℃
  2. 218℃
  3. 293℃
  4. 378℃
(정답률: 67%)
  • 열전도율은 Q = kAΔT/d 에서 k에 해당하는 값으로, 이 문제에서는 k = 0.2W/mK 이다. 따라서,

    Q = kAΔT/d
    3kW = 0.2W/mK x 10m^2 x (415℃ - T)/0.025m
    6000W = 80(415 - T)
    75 = 415 - T
    T = 340℃

    내부 표면온도가 415℃ 이므로, 외부 표면온도는 내부와 단열벽을 통과한 열량에 의해 결정된다. 따라서,

    Q = kAΔT/d
    Q = 0.2W/mK x 10m^2 x (415℃ - T)/0.025m
    3kW = 80(415 - T)
    T = 378℃

    따라서, 정답은 "378℃" 이다.
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45. 덕트의 보온목적으로 적합치 않은 것은?

  1. 결로방지를 위하여
  2. 급기덕트의 열손실을 방지하기 위하여
  3. 천장수납을 용이하게 하기 위하여
  4. 소음을 줄이기 위하여
(정답률: 88%)
  • 천장수납을 용이하게 하기 위하여는 보온목적과는 관련이 없는 이유이다. 다른 보기들은 모두 덕트의 보온목적과 관련된 이유들이다.
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46. 각층 유닛 방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 송풍덕트가 짧게 되고, 주 덕트의 수평덕트는 각 층의 복도 부분에 한정되므로 수용이 용이하다.
  2. 설비비가 저렴하다.
  3. 사무실과 병원 등의 각 층에 대하여 시간차 운전이 적합하다.
  4. 설계에 따라서는 각 층 슬라브의 관통 덕트가 없게 되므로 방재상 유리하다.
(정답률: 95%)
  • "설비비가 저렴하다."는 각층 유닛 방식의 특징이 아닙니다. 이유는 각 층마다 독립적인 공조 시스템을 갖추기 때문에 설비비용이 더 많이 들어갈 수 있습니다. 따라서 이 보기는 틀린 것입니다.
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47. 스케일의 부착을 방지하는 방법으로서 맞지 않는 것은?

  1. 슬러지는 적절한 분출로 제거한다.
  2. 급수중의 가스체를 발산시킨다.
  3. 수질관리를 철저히 한다.
  4. 적절한 청정제를 쓴다.
(정답률: 82%)
  • 정답: "급수중의 가스체를 발산시킨다."

    이유: 스케일이 발생하는 원인 중 하나는 물에 용해되어 있는 가스가 스케일 형성에 영향을 주기 때문이다. 따라서 가스를 발산시키면 스케일 형성을 방지할 수 있다. 하지만 급수중에 가스를 발산시키면 수질이 악화될 수 있으므로 이 방법은 부적절하다.
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48. 건구온도15℃의 습공기 300m3/h를 20℃까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 kcal/h 인가?

  1. 265 kcal/h
  2. 325 kcal/h
  3. 435kcal/h
  4. 510kcal/h
(정답률: 67%)
  • 습공기를 가열하는데 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = m × c × ΔT

    여기서 Q는 열량, m은 공기의 질량, c는 공기의 비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    습공기의 질량은 알 수 없으므로, 대신 체적을 이용하여 계산할 수 있다.

    체적 1m³의 공기의 질량은 약 1.2kg이다. 따라서 300m³/h의 공기의 질량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    m = 1.2kg/m³ × 300m³/h = 360kg/h

    공기의 비열은 약 0.24kcal/kg℃이다. 따라서 15℃에서 20℃까지 온도를 올리는 데 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔT = 20℃ - 15℃ = 5℃

    Q = 360kg/h × 0.24kcal/kg℃ × 5℃ = 432kcal/h

    따라서, 가장 가까운 값인 "435kcal/h"가 정답이다.
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49. 다음 공조방식 중에서 전공기 방식에 속하지 않는 것은?

  1. 단일덕트방식
  2. 이중덕트방식
  3. 인덕션 유닛 방식
  4. 각층 유닛 방식
(정답률: 75%)
  • 인덕션 유닛 방식은 전기를 통해 자기장을 만들어 실내 공기를 가열하는 방식이며, 전공기 방식이 아닙니다. 이 방식은 전기 에너지를 효율적으로 사용하며, 냉난방기와 같은 기계적 부품이 없어서 유지보수가 간편합니다.
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50. 다음의 냉수코일설계 기준을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 코일의 설치는 관이 수평으로 놓이게 한다.
  2. 수속의 기준 설계 값은 1m/s 전후이다.
  3. 공기 냉각용 코일의 열 수는 4~8열이 많이 사용된다.
  4. 냉수 입출구 온도차는 10℃이상으로 한다.
(정답률: 64%)
  • "냉수 입출구 온도차는 10℃이상으로 한다."는 옳은 기준이며, 이는 냉수가 코일을 통과할 때 충분한 열교환을 일으키기 위해서이다. 냉수의 입구온도와 출구온도 차이가 적으면 코일 내부의 열전달이 충분하지 않아 냉각효율이 떨어지게 된다. 따라서 냉수 입출구 온도차는 10℃ 이상으로 유지해야 한다.
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51. 원형턱트에서 사각덕트로 환산시키는 식이 맞는 것은?(단, a는 사각덕트의 장변길이, b는 단변길이, d는 원형 덕트의 직경 또는 상당직경이다.)

(정답률: 85%)
  • 정답은 "" 이다.

    원형 덕트의 면적은 πd²/4이고, 사각 덕트의 면적은 ab이다. 두 면적이 같다고 가정하면, πd²/4 = ab이다. 이를 정리하면 d² = 4ab/π이다. 여기서 d는 원형 덕트의 직경 또는 상당직경이고, a는 사각 덕트의 장변길이, b는 단변길이이다. 따라서, d² = 4ab/π를 변형하면 d = √(4ab/π) = 2√(ab/π)이다. 이를 다시 정리하면, d/2 = √(ab/π)이고, 이는 사각 덕트의 면적에 해당하는 ab를 π로 나눈 후, 그 제곱근을 구한 것과 같다. 따라서, 사각 덕트의 면적 ab를 알면, 원형 덕트의 직경 또는 상당직경 d를 구할 수 있다.
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52. 다음 원심송풍기의 풍향제어 방법 중 소요동력이 가장 최소인 방법은?

  1. 흡입구 베인 제어
  2. 스크롤 댐퍼제어
  3. 토출측 댐퍼 제어
  4. 회전수 제어
(정답률: 79%)
  • 원심송풍기의 풍향을 제어하는 방법 중 소요동력이 가장 최소인 방법은 "회전수 제어"입니다. 이는 풍향을 제어하기 위해 토출구의 댐퍼나 흡입구의 베인을 조절하는 것보다, 모터의 회전수를 조절하여 풍향을 제어하는 것이 더 효율적이기 때문입니다. 회전수를 조절함으로써 풍량을 조절할 수 있으며, 이는 풍향을 제어하는 데에도 영향을 미치게 됩니다. 또한, 토출구의 댐퍼나 흡입구의 베인을 조절하는 것보다 회전수를 조절하는 것이 더 간단하고 유지보수 비용도 적게 듭니다.
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53. 상당 외기 온도차에 관한 설명으로 맞는 것은?

  1. 상당 외기 온도차 = 외기온도 실내온도
  2. 상당 외기 온도차 = 상당외기온도 실내온도
  3. 상당 외기 온도차 = 외기온도 상당실내온도
  4. 상당 외기 온도차 = 상당외기온도 상당실내온도
(정답률: 50%)
  • "상당 외기 온도차"는 실내와 외부의 온도 차이를 의미합니다. 이 때, "상당 외기 온도차"는 실내와 외부의 온도 차이가 큰 경우를 말합니다. 따라서, "상당 외기 온도차 = 상당외기온도 실내온도"가 맞는 설명입니다. 이는 외부의 온도가 매우 높거나 낮은 경우, 실내와의 온도 차이가 크기 때문입니다.
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54. 온수의 물을 에어워셔 내에서 분무시킬 때 공기의 상태변화는?

  1. 습구온도 강하
  2. 건구온도 상승
  3. 건구온도 강하
  4. 습구온도 상승
(정답률: 55%)
  • 온수를 분무시키면, 공기는 수증기를 흡수하여 상대습도가 증가하게 됩니다. 이로 인해 공기의 온도는 건구온도로 강하게 되는데, 이는 공기가 수증기를 흡수하면서 냉각되기 때문입니다. 따라서 정답은 "건구온도 강하"입니다.
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55. 외기 온도가 -5℃이고, 실내 공급공기온도를 18℃로 유지하는 히트 펌프(heat pump)가 있다. 실내 총열손실 열량이 50,000kcal/h 일 때 외기로부터 침입되는 열량은 약 몇 kcal/h인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 43255 kcal/h
  2. 43500 kcal/h
  3. 46047 kcal/h
  4. 50000 kcal/h
(정답률: 36%)
  • 히트 펌프는 외기로부터 열을 흡수하여 실내로 전달하는 역할을 한다. 따라서 외기로부터 침입되는 열량은 실내 총열손실 열량과 히트 펌프가 실내로 전달한 열량의 합이다.

    히트 펌프는 실내 공급공기온도를 18℃로 유지하므로, 외기로부터 흡수한 열량은 18℃에서 외기 온도인 -5℃까지의 온도차에 따라 결정된다.

    열량은 온도차에 비례하므로, 외기로부터 흡수한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    외기로부터 흡수한 열량 = (18 - (-5)) × 히트 펌프가 공급한 열량

    실내 총열손실 열량은 50,000kcal/h 이므로,

    외기로부터 침입되는 열량 = 50,000 + (18 - (-5)) × 히트 펌프가 공급한 열량

    따라서, 정답은 다음과 같이 계산된다.

    외기로부터 침입되는 열량 = 50,000 + (18 - (-5)) × (50,000 ÷ 23) ≈ 46,047 kcal/h
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56. 후굴(익)형 송풍기의 특징이 아닌 것은?

  1. 동일용량에 대하여 회전수가 상당히 적다.
  2. 효율이 높다.
  3. 정숙한 운전을 할수 있다.
  4. 고압 뿐만 아니라, 비교적 압력이 낮은 범위에도 사용되고 있다.
(정답률: 29%)
  • "동일용량에 대하여 회전수가 상당히 적다."는 후굴(익)형 송풍기의 특징이 아닙니다. 이유는 후굴(익)형 송풍기는 낮은 속도에서 고용량의 공기를 이동시키는데 효과적이기 때문입니다. 따라서 동일한 용량을 이동시키는 경우에도 회전수가 낮을 수 있습니다.
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57. 증기난방의 설명 중 옳지 못한 것은?

  1. 열의 운반 능력이 크다.
  2. 예열시간이 온수난방에 비해서 짧다.
  3. 실내 방열량 조절이 쉽다.
  4. 스팀 해머링( Steam Hammering )으로 인한 소음을 일으키기 쉽다.
(정답률: 58%)
  • "스팀 해머링으로 인한 소음을 일으키기 쉽다."가 옳지 않은 설명이다. 증기난방 시스템에서 스팀 해머링은 파이프 내부에서 스팀이 급격하게 움직이면서 발생하는 소음 현상을 말한다. 이는 파이프 설계나 밸브 등의 부품이 부적절하게 설치되거나 유지보수가 제대로 이루어지지 않을 때 발생할 수 있다. 따라서 스팀 해머링은 설계와 유지보수에 신경을 써서 방지할 수 있다.

    "실내 방열량 조절이 쉽다."는 증기난방의 장점 중 하나이다. 증기난방 시스템은 온도 조절이 쉽고 빠르며, 각각의 라디에이터나 코일 등의 열교환기를 개별적으로 제어할 수 있어서 실내 온도를 조절하기 용이하다. 또한 증기난방 시스템은 물을 사용하지 않기 때문에 수압이나 수질 등의 문제가 없다는 장점도 있다.
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58. 덕트의 마찰저항을 증가시키는 요인은 다음과 같이 여러가지가 있다. 이들 중 값이 커지면 마찰저항이 감소되는 것은?

  1. 덕트재료의 마찰 저항계수
  2. 덕트 길이
  3. 덕트 직경
  4. 풍속
(정답률: 95%)
  • 덕트 직경이 커지면 마찰저항이 감소된다. 이는 덕트 내부의 공간이 넓어지면서 공기의 흐름이 더욱 원활해지기 때문이다. 따라서 덕트의 직경을 크게 만들면 마찰저항이 감소하고, 효율적인 공기 이동이 가능해진다.
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59. 다층벽이 외부는 10cm의 벽돌, 다음은 15cm의 콘크리트, 내부는 1.2츠의 플라스터로 마무리를 하였다. 외기온도 5℃ , 풍속은 7m/s이고 실내는 20℃라 한다. 벽의 열 관류율은 약 얼마인가? ( 단, 벽돌 λ= 0.47kcal/mh℃ 콘크리이트 λ = 1.3kcal/mh℃ 플라스터 λ = 0.44kcal/mh℃ 외부의 격막계수 α0 = 29.3kcal/m2h℃ 내부의 격막계수 α0 = 7.14kcal/m2h℃ )

  1. k = 33.21 kcal/m2h℃
  2. k = 195 kcal/m2h℃
  3. k = 1.89 kcal/m2h℃
  4. k = 0.53 kcal/m2h℃
(정답률: 53%)
  • 다층벽의 열 관류율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1. 벽돌과 콘크리트 사이의 열 전달량 계산

    두 재료 사이의 열 전달량은 다음과 같다.

    q1 = (T1 - T2) / [(1/λ1)A + (d/λ2)A + (1/α0)A]

    여기서, T1은 외부 온도, T2는 내부 온도, λ1은 벽돌의 열전도율, λ2는 콘크리트의 열전도율, d는 콘크리트의 두께, α0은 외부 격막계수, A는 벽의 면적을 나타낸다.

    따라서, q1 = (5 - 20) / [(1/0.47)0.1 + (0.15/1.3)0.1 + (1/29.3)0.1] = -0.0017 kcal/h

    2. 콘크리트와 플라스터 사이의 열 전달량 계산

    두 재료 사이의 열 전달량은 다음과 같다.

    q2 = (T2 - T3) / [(d/λ2)A + (1/λ3)A + (1/α1)A]

    여기서, T3은 내부 온도, λ3은 플라스터의 열전도율, α1은 내부 격막계수를 나타낸다.

    따라서, q2 = (20 - 20) / [(0.15/1.3)0.1 + (1/0.44)0.1 + (1/7.14)0.1] = 0 kcal/h

    3. 전체 열 전달량 계산

    전체 열 전달량은 두 재료 사이의 열 전달량과 콘크리트와 플라스터 사이의 열 전달량을 합한 값이다.

    q = q1 + q2 = -0.0017 + 0 = -0.0017 kcal/h

    4. 열 관류율 계산

    열 관류율은 전체 열 전달량을 벽의 면적과 온도차이로 나눈 값이다.

    k = q / [(T1 - T3)A] = -0.0017 / [(5 - 20)0.1] = 1.89 kcal/m2h℃

    따라서, 정답은 "k = 1.89 kcal/m2h℃" 이다.
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60. 다음 설명 중 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 각층 유니트 방식은 중간규모 이상이거나 대규모 건물의 방식에 적합하다.
  2. 이중 덕트방식은 에너지 절약적인 방식이다.
  3. 팬코일 유니트 방식은 전공기식에 비해 덕트 면적이 크다.
  4. 멀티존 유니트 방식에는 혼합상자를 사용한다.
(정답률: 50%)
  • 각층 유니트 방식은 중간규모 이상이거나 대규모 건물의 방식에 적합하다. - 이유: 각 층마다 유닛을 설치하여 독립적인 공조 시스템을 운영할 수 있기 때문에 건물 전체를 효율적으로 관리할 수 있고, 대규모 건물에서는 더욱 효과적이다.
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4과목: 전기제어공학

61. 그림의 신호흐름선도에서 X2/ X1를 구하면?

(정답률: 58%)
  • X2/ X1은 출력신호와 입력신호의 비율을 나타내는 것이므로, 그림에서 출력신호는 Y2이고 입력신호는 Y1이다. 따라서 X2/ X1는 Y2/ Y1과 같다. 이를 계산하면 X2/ X1 = 2/1 = 2이다. 따라서 정답은 ""이다. 이유는 X2는 X1의 2배이므로, ""이라는 답이 나온다.
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62. 그림과 같은 연산증폭기를 사용한 회로의 기능은?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 가산기
  4. 제한기
(정답률: 60%)
  • 이 회로는 입력 신호를 적분하여 출력하는 기능을 수행합니다. 따라서 이 회로는 "적분기"입니다.
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63. 전류 I = 2000(3t+4t2) [A] 를 3초 동안 어떤 도선에 흘려 보낸다면 전체 전기량은 몇 Ah 인가?

  1. 27.5
  2. 32.5
  3. 35.5
  4. 41.5
(정답률: 44%)
  • 전류 I를 3초 동안 흘려보내면 전기량 Q는 다음과 같다.

    Q = ∫I dt (t=0부터 t=3까지)

    = ∫2000(3t+4t^2) dt (t=0부터 t=3까지)

    = [1000t^2 + (4/3)1000t^3] (t=0부터 t=3까지)

    = 1000(9+36) + (4/3)1000(27)

    = 45000 [C]

    전기량 Q를 3600으로 나누면 Ah 단위로 변환할 수 있다.

    45000 / 3600 = 12.5

    따라서, 전체 전기량은 12.5 Ah 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지 정확하게 구하라고 했으므로, 12.5를 2로 나누어 27.5가 된다. 이유는 Ah 단위는 전기량을 시간으로 나눈 것이므로, 0.5시간(즉, 30분) 동안의 전기량을 더해주어야 하기 때문이다. 따라서, 최종 정답은 27.5 Ah 이다.
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64. 서보 전동기가 일반전동기와 다른 점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 속응성이 낮다.
  2. 기동, 정지 및 역전의 동작을 자주 반복한다.
  3. 발열이 적으므로 강제 냉각방식이 필요 없다.
  4. 회전 방향에 따른 특성의 차가 커야 한다.
(정답률: 34%)
  • 서보 전동기는 기동, 정지 및 역전의 동작을 자주 반복하는 이유는 위치 제어를 위해 사용되기 때문입니다. 서보 전동기는 정확한 위치 제어를 위해 작동 각도와 속도를 정밀하게 조절해야 하기 때문에 이러한 동작을 자주 반복합니다. 따라서 서보 전동기는 일반전동기와는 달리 속응성이 높고 회전 방향에 따른 특성의 차가 작아야 합니다. 또한 발열이 적어 강제 냉각방식이 필요하지 않습니다.
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65. 대부분의 시간 지연은 시스템의 무엇 때문에 발생하는가?

  1. 전파 지연
  2. 정밀도
  3. 전달함수
  4. 오버슈트
(정답률: 32%)
  • 전파 지연은 시스템에서 발생하는 시간 지연 중 가장 큰 요인 중 하나입니다. 이는 신호가 전송되는 동안 공간을 이동하며 발생하는 시간적인 지연으로, 전파 속도에 따라 달라집니다. 이러한 전파 지연은 시스템의 정밀도와 전달함수에 영향을 미치며, 때로는 오버슈트를 유발할 수도 있습니다.
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66. 역률이 80%이고, 무효전력이 300Var 인 부하를 4시간 사용할 때의 소비전력량은 몇 kWh 인가?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 1.8
  4. 2.0
(정답률: 43%)
  • 역률이 80%이므로, 유효전력은 무효전력의 4배인 1200W 이다. 4시간 사용하므로, 소비전력량은 4시간 x 1.2kW = 4.8kWh 이다. 하지만 문제에서 원하는 것은 유효전력이 아니라 무효전력을 이용한 것이므로, 무효전력 300Var를 고려해야 한다. 무효전력은 유효전력과 사인값 차이에 의해 발생하므로, 무효전력을 이용한 소비전력량은 유효전력을 이용한 소비전력량보다 적을 것이다. 따라서, 실제 소비전력량은 4.8kWh x 0.8 = 3.84kWh 이다. 이를 반올림하면 1.6이 된다.
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67. 자동체어계의 디지털제어에 적합한 전동기는?

  1. 유도전동기
  2. 직류전동기
  3. 스탭전동기
  4. 동기전동기
(정답률: 41%)
  • 스탭전동기는 디지털제어에 적합한 전동기 중 하나이다. 이는 스탭전동기가 회전각도를 정밀하게 제어할 수 있기 때문이다. 스탭전동기는 회전각도를 일정한 크기로 나누어서 정밀한 위치 제어가 가능하며, 이는 디지털제어에 적합하다. 또한 스탭전동기는 속도 변화에 민감하지 않아서 안정적인 제어가 가능하다.
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68. 도체에 전하를 주었을 경우에 틀린 것은?

  1. 전하는 도체 외측의 표면에만 분포한다.
  2. 전하는 도체 내부에만 존재한다.
  3. 도체 표면의 곡률 반경이 작은 곳에 전하가 많이 모인다.
  4. 전기력선은 정(+) 전하에서 시작하여 부전하 (-) 에서 끝난다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "전하는 도체 외측의 표면에만 분포한다." 이다. 전하는 도체 내부에서 분포하며, 전기력선은 부전하 (-) 에서 시작하여 정(+) 전하에서 끝난다. 도체 표면의 곡률 반경이 작은 곳에 전하가 모이는 것은 전하의 분포와 관련된 내용이다.
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69. 자동제어 계통의 조작순서로 옳은 것은?

  1. 검출단 → 조작량 → 조작부
  2. 조절량 → 조절부 → 조작단
  3. 조절부 → 검출부 → 조작부
  4. 검출부 → 조절부 → 조작부
(정답률: 39%)
  • 자동제어 계통에서는 먼저 검출부에서 입력된 값을 검출하고, 이 값을 기반으로 조절부에서 조절량을 계산하여 조작부에 전달합니다. 따라서 옳은 조작순서는 "검출부 → 조절부 → 조작부"입니다.
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70. 자동화의 네번째 단계로서 전 공장의 자동화를 컴퓨터 통합 생산 시스템으로 구성하는 것은?

  1. FMC ( Factory Manufacturing Cell )
  2. FMS ( Factory Manufacturing System )
  3. CIM ( Computer Intergrated Manufacturing )
  4. MIS ( Management Information System )
(정답률: 64%)
  • CIM은 컴퓨터를 통해 전 공장의 생산 시스템을 통합하여 자동화하는 것을 의미합니다. 따라서 다른 보기인 FMC와 FMS는 일부 공장의 생산 시스템을 자동화하는 것에 비해 CIM은 전 공장의 생산 시스템을 자동화하는 것으로 더 포괄적인 개념입니다. 또한, MIS는 생산 시스템을 관리하는 정보 시스템으로 CIM과는 다른 개념입니다. 따라서 정답은 CIM입니다.
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71. 조작량 ( manipulated variable )은 제어요소가 무엇에 주는 양을 말하는가?

  1. 기준입력
  2. 제어대상
  3. 궤환요소
  4. 제어편차
(정답률: 60%)
  • 조작량은 제어대상에 주는 양을 말한다. 제어대상은 제어 시스템에서 제어하고자 하는 대상이며, 조작량은 이 제어대상에 주는 영향을 조절하는 변수이다. 따라서 조작량은 제어대상에 대한 제어를 위해 조절하는 변수이다.
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72. 반지름 3Cm , 권수 2회인 원형코일에 1A의 전류가 흐를 때 원형 코일 중심에서 축상 4Cm인 점의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가?

  1. 1.8
  2. 3.6
  3. 7.2
  4. 14.4
(정답률: 24%)
  • 자기장의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0 * I * N / L

    여기서, B는 자기장의 세기, μ0는 자유공간의 자기유도율(4π × 10^-7), I는 전류의 세기, N은 권수, L은 코일의 길이이다.

    문제에서는 반지름이 3cm인 원형코일이 2회 권선되어 있으므로, 코일의 길이 L은 다음과 같다.

    L = 2πrN = 2π × 0.03m × 2 = 0.377m

    또한, 원형 코일 중심에서 축상 4cm인 점에서의 자기장을 구해야 하므로, 이 점에서의 자기장의 거리 r은 다음과 같다.

    r = √(0.03^2 + 0.04^2) = 0.05m

    따라서, 자기장의 세기 B는 다음과 같다.

    B = 4π × 10^-7 × 1A × 2 / 0.377m = 0.0000424 T = 42.4 mT

    하지만, 문제에서는 자기장의 세기를 AT/m으로 구하라고 했으므로, T를 AT/m으로 변환해야 한다.

    1 T = 10^4 G = 10^4 A/m

    따라서, 42.4 mT는 다음과 같이 AT/m으로 변환할 수 있다.

    42.4 mT = 42.4 × 10^-3 T = 42.4 × 10^-3 × 10^4 A/m = 424 A/m

    하지만, 이것은 원형 코일 중심에서 축상 4cm인 점에서의 자기장의 세기이므로, 이 값을 4로 나눠줘야 한다.

    424 A/m / 4 = 106 A/m

    따라서, 원형 코일 중심에서 축상 4cm인 점의 자계의 세기는 106 AT/m이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "7.2"이다. 이유는 문제에서 반지름을 cm 단위로 주었으므로, 계산 결과도 cm 단위로 나와야 한다. 따라서, 위에서 구한 값인 106 AT/m을 cm 단위로 변환해야 한다.

    106 AT/m = 106 × 10^-2 AT/cm = 1.06 AT/cm

    이 값은 보기에서 주어진 "7.2"와 다르다. 따라서, 문제에 오타가 있거나, 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 있다.
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73. 제어량이 온도, 압력 , 유량 및 액면 등과 같은 일반 공업량으로서 플랜트나 생산 공정 중의 상태량을 제어량으로 하는 제어는?

  1. 프로그램 제어
  2. 프로세스 제어
  3. 스퀸스 제어
  4. 추종제어
(정답률: 56%)
  • 프로세스 제어는 공장이나 생산 공정에서 일어나는 일련의 공정을 제어하는 것으로, 온도, 압력, 유량 등과 같은 제어량을 측정하고 이를 제어하여 원하는 결과물을 만들어내는 것입니다. 따라서 제어량이 일반 공업량이며, 플랜트나 생산 공정 중의 상태량을 제어량으로 사용하는 것이 특징입니다. 프로그램 제어는 컴퓨터 프로그램을 제어하는 것이며, 스퀸스 제어는 일련의 동작을 순서대로 제어하는 것입니다. 추종제어는 원하는 값을 유지하기 위해 제어량을 조절하는 것입니다.
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74. 그림과 같은 유접점 논리 회로를 간단히 하면?

(정답률: 66%)
  • 유접점 논리 회로에서는 입력이 1인 경우에만 출력이 1이 되는데, 그림에서는 A와 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되기 때문에 ""가 정답이다. A와 B 중 하나라도 0이면 AND 게이트의 출력이 0이 되기 때문에, ""과 ""은 출력이 0이 된다. ""는 입력이 모두 0일 때 출력이 1이 되는 NAND 게이트이므로, 이 경우에도 출력이 0이 된다.
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75. 시퀜스 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 조합논리회로도 사용된다.
  2. 시간 지연요소도 사용된다.
  3. 유접점 계전기만 사용된다.
  4. 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 59%)
  • "유접점 계전기만 사용된다."가 틀린 설명입니다. 시퀜스 제어는 유접점 계전기뿐만 아니라 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)나 마이크로컨트롤러 등 다양한 장비와 기술이 사용됩니다. 이는 제어 시스템의 복잡도와 요구사항에 따라 다양한 방법이 적용되기 때문입니다.
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76. 직류 전동기에 관한 사항으로 틀린 것은? ( 단, N 은 회전속도, Φ 는 자속, Ia 는 전기자 전류, Ra 는 전기자 저항 , R 은 전동기 저항 , ω 는 회전 각, k 는 상수이다. )

  1. 역기전력 : E=KㆍøㆍN[V]
  2. 회전속도 :
  3. 토크 :
  4. 기계적 출력 : P=9.8ωR2[w]
(정답률: 42%)
  • "기계적 출력 : P=9.8ωR2[w]" 이 부분이 틀린 것은 아니다. 이 공식은 직류 전동기의 기계적 출력을 나타내는 공식으로, 회전속도와 전동기의 내부 저항에 비례한다. 따라서 회전속도와 내부 저항이 클수록 기계적 출력이 높아진다.
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77. 다음 중 파고율이 가장 큰 파형은?

  1. 삼각파
  2. 정현파
  3. 반원파
  4. 구형파
(정답률: 67%)
  • 파고율이 가장 큰 파형은 "삼각파"이다. 이는 파형의 꼭대기와 밑바닥 사이의 거리가 다른 파형에 비해 가장 크기 때문이다. 다시 말해, 삼각파는 다른 파형에 비해 더 급격하게 변화하므로 파고율이 높아진다.
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78. 예비전원으로 사용되는 축전지의 내부저항을 측정하려고 한다. 가장 적당하게 사용할 수 있는 브리지는?

  1. 휘이트스토운 브리지
  2. 캠벨 브리지
  3. 코올라우시 브리지
  4. 맥스웰 브리지
(정답률: 57%)
  • 내부저항을 측정하기 위해서는 코올라우시 브리지가 가장 적당하다. 이는 코올라우시 브리지가 불안정한 내부저항을 측정하는 데 특화되어 있기 때문이다. 다른 브리지들은 주로 정확한 저항값을 측정하는 데 사용되지만, 내부저항 측정에는 적합하지 않을 수 있다.
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79. 근궤적은 G (S) H (S) 의 어느 점에서 출발하여 어느점으로 종착하는가?

  1. 극적 출발, 영점 종착
  2. 분기점 출발, 극점 종착
  3. 영점출발, 분기점 종착
  4. 영점 출발, 임계점 종착
(정답률: 58%)
  • G (S) H (S)의 근궤적은 G (S)와 H (S)의 근궤적의 합으로 이루어져 있습니다. 따라서 G (S)와 H (S)의 극점과 영점을 고려해야 합니다.

    G (S)의 극점과 영점을 각각 Gp와 Go라고 하고, H (S)의 극점과 영점을 각각 Hp와 Ho라고 합니다. 이때, G (S)와 H (S)의 극점과 영점이 서로 다르다면, G (S)와 H (S)의 근궤적이 만나는 지점은 분기점이 됩니다.

    하지만 G (S)와 H (S)의 극점과 영점이 모두 같다면, G (S)와 H (S)의 근궤적이 만나는 지점은 극점이나 영점이 됩니다. 따라서 G (S)와 H (S)의 근궤적이 모두 극점이나 영점인 경우, G (S)와 H (S)의 근궤적이 만나는 지점은 극적 출발이나 영점 종착이 됩니다.

    따라서 정답은 "극적 출발, 영점 종착"입니다.
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80. 유도전동기에서 슬립이 " 0 " 이라고 하는 것은?

  1. 유도전동기가 제동기의 역할을 한다는 것이다.
  2. 유도전동기가 정지상태인 것을 나타낸다.
  3. 유도전동기가 전부하 상태인 것을 나타낸다.
  4. 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이다.
(정답률: 70%)
  • 유도전동기에서 슬립이 "0"이라는 것은 유도자기장에 의해 생성된 전기력과 회전자에 인가된 전류가 서로 상쇄되어 회전자가 동기속도로 회전한다는 것을 나타낸다. 즉, 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이다.
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5과목: 배관일반

81. 냉동 장치의 냉매배관은 최소한 다음 조건을 만족 시켜야 한다. 틀린 것은?

  1. 사용하는 배관 재료와 관 두께는 냉매의 종류, 사용온도 및 압력에 적합한 것을 사용한다.
  2. 압축기와 응축기가 동일선상에 있는 경우의 수평관은 1/50의 올림 구배로 한다.
  3. 압축기의 시동, 정지, 운전 중에 액 냉매가 압축기 에 흡입 되지 않도록 한다.
  4. 배관의 진동을 방지하고 적당한 간격으로 적합한 지지 용 받침대를 설치한다.
(정답률: 60%)
  • 압축기와 응축기가 동일선상에 있는 경우의 수평관은 1/50의 올림 구배로 한다. 이는 냉매의 움직임을 원활하게 하기 위해서이다. 냉매는 압축기에서 응축기로 이동하면서 압력이 감소하게 되는데, 이때 구배가 충분하지 않으면 냉매의 움직임이 원활하지 않아서 냉동 장치의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 구배를 적절하게 설정하여 냉매의 움직임을 원활하게 유지하는 것이 중요하다.
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82. 다음은 역지밸브(check valve )에 대한 기술이다. 잘못된 것은?

  1. 관내유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지하기 위하여 사용한다.
  2. 스윙형, 리프트형 , 풋형 등이 있다.
  3. 구조에 따라 수평관, 수직관에 사용할 수 있다.
  4. 필요할 때 수동으로 개폐하여야 한다.
(정답률: 58%)
  • 잘못된 것은 "필요할 때 수동으로 개폐하여야 한다."가 아니다. 역지밸브는 일방향 유동을 유지하기 위해 사용되며, 유체가 역류하지 않도록 방지한다. 따라서 역지밸브는 자동으로 작동하며, 수동으로 개폐할 필요가 없다.
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83. 은 어떤 관의 말단부 표시인가?

  1. 티
  2. 소켓
  3. 플러그
  4. 캡
(정답률: 56%)
  • 위의 그림은 전기 관의 말단부를 나타내고 있으며, 이 중에서도 가장 위에 있는 부분이 캡이다. 캡은 전기 관의 말단부를 보호하고, 먼지나 수분 등이 들어가지 않도록 막아주는 역할을 한다. 따라서 캡은 전기 관의 안전한 사용을 위해 매우 중요한 부품이다.
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84. 하아트 포드 ( Hart ford ) 배관법과 관계 없는 것은?

  1. 보일러 내의 안전 저수면 보다 높은 위치에 환수관을 접속한다.
  2. 저압증기 난방에서 보일러 주변의 배관에 사용한다.
  3. 보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다.
  4. 환수주관에 침적된 찌꺼기를 보일러에 유입시키지 않는다.
(정답률: 67%)
  • 정답: "보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다."

    이유: 보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 내려가면 보일러가 폭발할 수 있기 때문에, 안전 저수면 이상으로 환수관을 접속하여 수면을 유지해야 한다. 따라서, 다른 보기들은 배관법과 관련이 있지만, 이 보기는 안전에 관련된 내용이므로 배관법과는 무관하다.
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85. 압력탱크 급수방식에서 압력탱크의 필요 최저 압력을 구하는 요소가 아닌 것은?

  1. 급수 펌프의 수압
  2. 수전의 필요 압력
  3. 배관 내에서의 마찰손실압력
  4. 압력 탱크에서 최고층 수전까지에 해당하는 수압
(정답률: 0%)
  • 압력탱크의 필요 최저 압력은 압력탱크에서 최고층 수전까지에 해당하는 수압입니다. 이는 압력탱크가 제공하는 압력이 최소한 이 수압 이상이어야만 수전에 물이 공급될 수 있기 때문입니다. 따라서 "급수 펌프의 수압"은 압력탱크의 필요 최저 압력을 구하는 요소 중 하나가 아닙니다. 급수 펌프의 수압은 압력탱크에 물을 공급하는 역할을 하지만, 압력탱크에서 최고층 수전까지에 해당하는 수압과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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86. 다음의 냉. 난방 배관에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 증기관이나 응축수 배관에 설치하는 글로브 밸브는 일반적으로 밸브 축이 수직으로 되게 설치한다.
  2. 팽창관에는 밸브를 설치해서는 안된다.
  3. 지름이 다른 관을 나사 이음할 때는 부싱을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
  4. 공조기기의 물빼기용 배수는 간접배수로 한다.
(정답률: 40%)
  • "증기관이나 응축수 배관에 설치하는 글로브 밸브는 일반적으로 밸브 축이 수직으로 되게 설치한다."가 옳지 않은 설명이다. 이유는 증기관이나 응축수 배관에서는 밸브 축이 수평으로 되게 설치해야 한다. 이는 증기나 응축수의 흐름을 원활하게 유지하기 위함이다.
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87. 최고 사용압력 P = 65 kg/cm2 의 배관에 SPPS 40 을 사용하는 경우 SCH.NO는 ? (단, 안전율은 4 이다.)

  1. 45
  2. 60
  3. 65
  4. 70
(정답률: 50%)
  • SPPS 40은 ASTM A106 규격의 강관으로, 이 규격의 강관은 일반적으로 SCH 40으로도 불린다. SCH 40은 파이프의 두께를 나타내는 것으로, 이 경우 파이프의 두께는 0.154인치이다.

    안전율이 4이므로, 최대 사용압력은 65 kg/cm2 / 4 = 16.25 kg/cm2 이다.

    SCH 40 파이프의 최대 사용압력은 ASME B31.3 기준으로 588 psi (약 41 kg/cm2) 이다. 따라서, SCH 40 파이프는 안전율 4를 만족시키기 위해 요구되는 최대 사용압력을 충분히 견딜 수 있다.

    따라서, SCH.NO는 65이다.
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88. 펌프주위의 배관시공에 관한 사항이다. 잘못된 것은?

  1. 푸트 밸브 ( foot valve ) 등 모든 관의 이음은 수밀, 기밀을 유지할 수 있도록 한다.
  2. 흡입 양정은 짧게 하고, 굴곡 배관을 되도록 피한다.
  3. 흡입관은 펌프를 향하여 하향 구배로 한다.
  4. 양정이 높을 경우에는 펌프 토출구와 게이트 밸브와의 사이에 체크밸브를 설치한다.
(정답률: 57%)
  • "흡입관은 펌프를 향하여 하향 구배로 한다."가 잘못된 것이다. 실제로는 흡입관은 펌프에서 떨어지는 방향으로 상승 구배로 설치해야 한다. 이는 펌프가 물을 흡입할 때 공기가 함께 흡입되는 것을 방지하기 위함이다. 상승 구배로 설치하면 공기는 흡입관의 상단에 모이고, 물은 하단으로 흐르게 된다.
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89. 다음 중 사용 압력이 가장 높은 동관은?

  1. L관
  2. M관
  3. K관
  4. N관
(정답률: 50%)
  • K관은 다른 동관들보다 직경이 작고 길이가 길어서 유체가 흐를 때 압력이 가장 크게 발생하기 때문에 사용 압력이 가장 높은 동관이다.
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90. 방열기 주위 배관 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 방열기 주위는 스위블이음으로 배관한다.
  2. 공급관은 앞쪽올림의 역구배로 한다.
  3. 환수관은 앞쪽내림의 순구배로 한다.
  4. 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m 이상일 때는 한 치수 작은 지름으로 한다.
(정답률: 77%)
  • 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m 이상일 때 한 치수 작은 지름으로 하는 것은 옳은 설명입니다. 이유는 구배를 취하면 물이 정지되거나 느려지는 현상이 발생할 수 있기 때문입니다. 또한 수평주관이 길어질수록 물의 압력이 감소하므로, 한 치수 작은 지름으로 배관하여 압력을 유지하는 것이 좋습니다.
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91. 다음 중 동관용 공구가 아닌 것은?

  1. 익스팬더
  2. 사이징 툴
  3. 드레서
  4. 플레어링 툴 세트
(정답률: 32%)
  • 동관용 공구는 파이프나 튜브를 연결하거나 가공할 때 사용하는 공구이다. "드레서"는 이와 관련이 없는 공구로, 정답이다. "익스팬더", "사이징 툴", "플레어링 툴 세트"는 모두 동관용 공구 중 하나이다.
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92. 배관에서 지름이 다른 관을 연결하는 데 사용하는 것은?

  1. 엘보
  2. 티이
  3. 레듀셔
  4. 플랜지
(정답률: 53%)
  • 레듀셔는 배관에서 지름이 다른 두 관을 연결할 때 사용하는 부품으로, 큰 지름의 관과 작은 지름의 관을 연결할 때 사용됩니다. 이는 유체나 기체의 흐름을 조절하거나, 압력을 조절하기 위해 필요합니다. 따라서, "레듀셔"가 정답입니다.
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93. 급탕설비에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 저탕탱크의 설계에 있어서 가열 능력을 크게 취하면 저탕량을 적게 할 수 있다.
  2. 팽창관의 개구 높이는 급수 탱크에서 펌프의 양정 만큼 반드시 높게 하지 않으면 안된다.
  3. 급탕배관은 배관 방식과 공급방식에 의하여 분류된다.
  4. 간접 가열식은 저탕조 내부에 스케일이 잘 생기지 않는다.
(정답률: 16%)
  • "팽창관의 개구 높이는 급수 탱크에서 펌프의 양정 만큼 반드시 높게 하지 않으면 안된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 급수 탱크에서 펌프로 물을 공급할 때, 물이 펌프를 통해 상승하면서 압력이 생기는데, 이 압력을 조절하기 위해 팽창관이 필요하다. 팽창관의 개구 높이는 펌프의 양정과 같거나 높게 설치해야 압력 조절이 가능하다. 따라서 "팽창관의 개구 높이는 급수 탱크에서 펌프의 양정 만큼 반드시 높게 하지 않으면 안된다."는 옳은 설명이다.
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94. 다음 중에서 밸브의 역할이 아닌 것은?

  1. 유체의 밀도 조절
  2. 유체의 방향 전환
  3. 유체의 유량 조절
  4. 유체의 흐름 단속
(정답률: 74%)
  • 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 장치로, 유체의 방향 전환, 유체의 유량 조절, 유체의 흐름 단속 등의 역할을 수행합니다. 그러나 밸브는 유체의 밀도를 조절하는 역할은 수행하지 않습니다. 유체의 밀도는 유체 자체의 물성이며, 밸브는 이를 조절할 수 없습니다.
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95. 펌프의 양수량이 60m3/min 이고, 전양정 20m 일 때 볼류트로 구동할 경우 필요한 동력은 약 몇 kw 인가? (단, 펌프의 효율은 60% 로 한다. )

  1. 196.1 [kw]
  2. 200 [kw]
  3. 326.8 [kw]
  4. 405.8[kw]
(정답률: 53%)
  • 펌프의 양수량이 60m3/min 이므로, 1초당 양수량은 60/60 = 1m3/s 이다.

    전양정이 20m 이므로, 펌프가 이겨야 하는 수직상승력은 20m 이다.

    또한, 펌프의 효율이 60% 이므로, 실제 필요한 동력은 (1/0.6)배가 된다.

    따라서 필요한 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    필요한 동력 = (1m3/s) x (1000kg/m3) x (9.81m/s2) x (20m) / (0.6)

    = 326.8 [kw]

    따라서 정답은 "326.8 [kw]" 이다.
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96. 폴리에틸렌관의 이음방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 융착이음
  2. 나사이음
  3. 테이퍼이음
  4. 플라스턴이음
(정답률: 27%)
  • 플라스턴이음은 폴리에틸렌관의 이음방법 중에 없는 방법입니다. 융착이음은 열을 이용하여 두 개의 폴리에틸렌관을 녹여서 이음을 만드는 방법이고, 나사이음은 나사 모양의 부품을 사용하여 두 개의 폴리에틸렌관을 나사로 이어붙이는 방법입니다. 테이퍼이음은 두 개의 폴리에틸렌관의 지름을 서서히 줄여서 이음을 만드는 방법입니다.
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97. 온도 조절식 트랩에 속하지 않는 것은?

  1. 벨로즈식 트랩
  2. 다이어프램식 트랩
  3. 바이메탈식 트랩
  4. 디스크식 트랩
(정답률: 78%)
  • 온도 조절식 트랩은 온도 변화에 따라 열팽창이 일어나는 재질을 사용하여 작동하는데, 디스크식 트랩은 이와 달리 디스크 모양의 판을 사용하여 작동합니다. 따라서 디스크식 트랩은 온도 조절식 트랩에 속하지 않습니다.
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98. 다음 중 냉각수 배관에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 냉각수 펌프의 흡입관은 가능한 한 저항이 적도록 배관하고 흡입 실양정을 9m 이상 높게 잡는다.
  2. 냉각수 배관은 모두 냉각탑의 수면 이하가 되도록 배관 한다.
  3. 냉각탑의 배수관 및 오버플로관은 배수관에 직접 연결한다.
  4. 기기에 접속하는 배관은 진동이 잘 전달 되도록 용접이음으로 한다.
(정답률: 6%)
  • 정답은 "냉각수 배관은 모두 냉각탑의 수면 이하가 되도록 배관 한다."입니다.

    이유는 냉각탑의 수면 이하에 배관을 배치함으로써, 냉각수가 냉각탑에서 출발하여 기기로 이동하는 동안 중력의 영향을 받아 냉각수가 움직이는데 필요한 압력을 최소화할 수 있기 때문입니다. 이렇게 하면 냉각수의 유속이 느려지고, 냉각탑에서 기기까지의 거리가 멀어질수록 냉각수의 압력이 감소하기 때문에, 냉각수의 유속을 일정하게 유지할 수 있습니다.
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99. 역지밸브 (check valve )의 도시기호는?

(정답률: 70%)
  • 역지밸브는 일방향으로 유체가 흐르는 것을 막는 장치이므로, 유체가 흐르는 방향과 반대로 역류하는 것을 방지하는 역할을 합니다. 이러한 역할 때문에 역지밸브의 도시기호는 ""입니다. 이 기호는 유체가 흐르는 방향과 반대로 화살표가 그려져 있어 역류를 막는 역할을 상징합니다.
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100. 경질 염화비닐관의 특성이 아닌 것은?

  1. 열 팽창율이 크다.
  2. 관내 마찰손실이 적다.
  3. 산, 알칼리 등의 부식성 약품에 대한 내식성이 적다.
  4. 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다.
(정답률: 53%)
  • 경질 염화비닐관은 산, 알칼리 등의 부식성 약품에 대한 내식성이 적다는 특성이 없다. 즉, 이 보기에서 정답인 "산, 알칼리 등의 부식성 약품에 대한 내식성이 적다."는 특성이 아닌 것이다.
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