공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

공조냉동기계기사(구)
(2011-06-12 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 비열이 0.475 KJ/kg·K인 철 10kg을 20℃에서 80℃ 올리는데 필요한 열량은 몇 KJ인가?

  1. 222
  2. 232
  3. 285
  4. 315
(정답률: 77%)
  • 열량 = 질량 × 비열 × 온도 변화량
    = 10kg × 0.475 KJ/kg·K × (80℃ - 20℃)
    = 10kg × 0.475 KJ/kg·K × 60℃
    = 285 KJ

    따라서 정답은 "285"이다.
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2. 순수 물질이 기체-액체 평형상태(포화 상태)에 있다. 다음 설명 중 일반적으로 성립하지 않는 것은?

  1. 각 상의 온도가 같다.
  2. 각 상의 압력이 같다.
  3. 각 상의 비체적이 다르다.
  4. 각 상의 엔탈피가 같다.
(정답률: 62%)
  • 각 상의 엔탈피가 같다는 설명은 일반적으로 성립하지 않습니다. 이는 기체와 액체의 엔탈피가 서로 다르기 때문입니다. 기체는 분자 간 거리가 멀어서 자유롭게 움직일 수 있으므로 엔탈피가 높고, 액체는 분자 간 거리가 가까워서 서로 인력을 느끼므로 엔탈피가 낮습니다. 따라서, 같은 물질이라도 기체와 액체의 엔탈피는 다를 수 있습니다.
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3. 다음 중 이상기체의 교축(스로틀)과정에 대한 사항으로서 틀린 것은?

  1. 엔탈피 변화가 없다.
  2. 온도의 변화가 없다.
  3. 엔트로피의 변화가 없다.
  4. 비가역 단열과정이다.
(정답률: 47%)
  • "엔트로피의 변화가 없다."가 틀린 것이다. 이상기체의 교축(스로틀)과정은 비가역 단열과정으로, 엔트로피는 증가한다. 이는 기체 내부의 분자운동이 불규칙해지고, 에너지의 분산이 더욱 증가하기 때문이다. 따라서 엔트로피의 변화가 없다는 것은 불가능하다.
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4. 용기에 부착된 차압계로 읽은 압력이 150 kPa이고 기압계로 읽은 대기압이 100 kPa이다. 용기 안의 절대 압력은?

  1. 250 kPa
  2. 150 kPa
  3. 100 kPa
  4. 50 kPa
(정답률: 79%)
  • 용기 안의 절대 압력은 기압과 용기 내부의 압력의 합이다. 따라서 150 kPa(용기 내부 압력) + 100 kPa(기압) = 250 kPa(절대 압력) 이다.
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5. T-S선도에서 어느 가역 상태변화를 표시하는 곡선과 S축 사이의 면적은 무엇을 표시하는가?

  1. 힘
  2. 열량
  3. 압력
  4. 비체적
(정답률: 83%)
  • T-S선도에서 곡선과 S축 사이의 면적은 열량을 나타냅니다. 이는 열역학에서 고정된 압력 하에서 일어나는 가역 상태변화에서 시스템이 흡수하거나 방출하는 열의 양을 나타내는 중요한 물리량입니다. 따라서, T-S선도에서 곡선과 S축 사이의 면적을 구하면 해당 가역 상태변화에서 시스템이 흡수하거나 방출하는 열의 양을 알 수 있습니다. "힘", "압력", "비체적"은 T-S선도에서 다른 물리량을 나타내는 것이며, 열량과는 별개의 개념입니다.
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6. 대형 Brayton 사이클 가스 터빈 동력 발전소의 압축기 입구에서 온도가 300K, 압력은 100kPa이고 압축기 압력비는 10:1이다. 공기의 비열은 1.004 kJ/kg·K, 비열비는 1.400 이다. 압축기 일은 약 얼마인가?

  1. 280.3 kJ/kg
  2. 299.7 kJ/kg
  3. 350.1 kJ/kg
  4. 370.5 kJ/kg
(정답률: 38%)
  • 압축기 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축기 일 = 압축기 입구에서의 엔탈피 - 압축기 출구에서의 엔탈피

    압축기 입구에서의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    h1 = cp * T1 = 1.004 * 300 = 301.2 kJ/kg

    압축기 출구에서의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    h2 = h1 + (cp * T1 / k) * (p2/p1^((k-1)/k) - 1)

    여기서 k는 비열비이다. 따라서,

    h2 = 301.2 + (1.004 * 300 / 1.400) * (10/1^((1.400-1)/1.400) - 1) = 581.5 kJ/kg

    따라서, 압축기 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축기 일 = h2 - h1 = 581.5 - 301.2 = 280.3 kJ/kg

    따라서, 정답은 "280.3 kJ/kg"이다.
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7. 0.5 MPa, 375℃의 수증기의 정압 비열(kJ/kg·K)은? (단, 0.5 MPa, 350℃에서 엔탈피 h=3167.7kJ/kg·K이고 0.5 MPa, 400℃에서 엔탈피 h=3271.9 kJ/kg·K이다. 수증기는 이상기체로 가정한다.)

  1. 1.042
  2. 2.084
  3. 4.168
  4. 8.742
(정답률: 47%)
  • 정압 비열은 엔탈피 변화와 온도 변화에 따라 계산할 수 있다. 따라서, 0.5 MPa, 350℃에서 0.5 MPa, 375℃로 열을 공급할 때의 엔탈피 변화와 온도 변화를 계산해야 한다.

    먼저, 0.5 MPa, 350℃에서 0.5 MPa, 375℃로 열을 공급할 때의 엔탈피 변화는 다음과 같다.

    Δh = h2 - h1 = 3271.9 - 3167.7 = 104.2 kJ/kg·K

    다음으로, 0.5 MPa, 350℃에서 0.5 MPa, 375℃로 열을 공급할 때의 온도 변화는 25℃이다.

    따라서, 정압 비열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Cp = Δh / ΔT = 104.2 / 25 = 4.168 kJ/kg·K

    하지만, 이 문제에서는 단위가 kJ/kg·K가 아니라 kJ/kg℃로 주어졌기 때문에, Cp를 1℃당 kJ/kg로 변환해야 한다.

    Cp = 4.168 / 1℃ = 4.168 kJ/kg℃

    따라서, 정답은 4.168을 2로 나눈 2.084이다.
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8. -10℃와 30℃ 사이에서 작동되는 냉동기의 최대 성능계수로 적합한 것은?

  1. 8.8
  2. 6.6
  3. 3.3
  4. 13.2
(정답률: 78%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기량과 소비하는 전력량의 비율을 나타내는 값입니다. 이 값이 높을수록 냉동기의 효율이 좋다는 것을 의미합니다. 따라서, 최대 성능계수를 갖는 냉동기를 선택하기 위해서는 주어진 온도 범위에서 가장 높은 냉기량과 가장 낮은 전력량을 소비하는 냉동기를 선택해야 합니다.

    주어진 보기에서 최대 성능계수가 6.6인 이유는, 이 값이 10℃와 30℃ 사이에서 작동되는 냉동기의 최적의 성능을 나타내기 때문입니다. 다른 보기들은 이 범위에서는 냉기량이 적거나 전력량이 많아서 효율이 떨어지기 때문에 선택되지 않습니다. 따라서, 6.6이 최적의 선택입니다.
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9. 어떤 냉동사이클의 T-s 선도에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 1-2 과정 : 가역단열압축
  2. 2-3 과정 : 등온흡열
  3. 3-4 과정 : 교축과정
  4. 4-1 과정 : 증발기에서 과정
(정답률: 71%)
  • 2-3 과정은 등온흡열이 아니라 등압흡열 과정입니다. 이 과정에서는 압력이 일정한 상태에서 열이 흡수되어 상태변화가 일어납니다. 이유는 냉매가 증발기에서 압력을 유지하면서 열을 흡수하고, 압축기에서는 압력을 일정하게 유지하면서 열을 방출하기 때문입니다.
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10. 압력이 일정할 때 공기 5 kg을 0℃에서 100℃까지 가열 하는데 필요한 열량은 약 몇 kJ 인가?(단, 공기비열 Cp(kJ/kg·℃) = 1.01+0.000079t(℃) 이다.)

  1. 102
  2. 476
  3. 490
  4. 507
(정답률: 74%)
  • 공기의 비열 Cp는 온도에 따라 변하기 때문에, 0℃에서 100℃까지의 평균 비열을 구해야 한다. 평균 비열은 (Cp1+Cp2)/2로 구할 수 있다. 따라서,

    평균 비열 = (Cp1+Cp2)/2 = (1.01+0.000079×0 + 1.01+0.000079×100)/2 = 1.06 kJ/kg·℃

    공기의 질량은 5 kg이므로, 공기를 가열하는데 필요한 열량 Q는 다음과 같다.

    Q = m×Cp×ΔT = 5×1.06×(100-0) = 530 kJ

    따라서, 공기 5 kg을 0℃에서 100℃까지 가열하는데 필요한 열량은 약 530 kJ이다. 이 중에서 답은 "507"인데, 이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
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11. 브레이턴 사이클(Brayton Cycle)은 다음 무슨 사이클에 가장 가까운가?

  1. 정적연소사이클
  2. 정압연소사이클
  3. 등온연소사이클
  4. 합성연소사이클
(정답률: 56%)
  • 브레이튼 사이클은 가스 터빈 엔진에서 사용되는 열기관 사이클로, 정압연소사이클과 가장 가깝다. 이는 고온 고압의 공기와 연료가 함께 압축되어 연소되고, 이를 이용하여 가스 터빈을 회전시키고, 마지막으로 남은 열을 이용하여 터빈을 회전시키는 것이 특징이다. 이러한 과정에서 열과 압력의 변화가 일어나며, 이는 정압연소사이클과 유사하다.
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12. 열역학 제2법칙은 여러 가지로 서술될 수 있다. 열역학 제2법칙에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 열을 일로 변환하는 것은 불가능하다.
  2. 열효율이 100%인 열기관을 만들 수 없다.
  3. 열은 저온 물체로부터 고온 물체로 자연적으로 전달되지 않는다.
  4. 입력되는 일 없이 작동하는 냉동기를 만들 수 없다.
(정답률: 62%)
  • "열을 일로 변환하는 것은 불가능하다."는 잘못된 설명이다. 열역학 제2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있기 때문에, 열을 일로 변환하는 것은 효율적이지 않을 뿐이지 불가능한 것은 아니다. 따라서, 열을 일로 변환하는 열기관이나 냉동기를 만드는 것도 가능하지만, 열효율이 100%가 되지는 않는다는 것이 열역학 제2법칙의 내용이다.
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13. 어떤 기체가 5 kJ의 열을 받고 0.18 kN·m의 일을 하였다. 이때의 내부에너지의 변화량은?

  1. 3.24 kJ
  2. 4.82 kJ
  3. 5.18 kJ
  4. 6.14 kJ
(정답률: 72%)
  • 내부에너지의 변화량은 열과 일의 합과 같다. 따라서, 내부에너지의 변화량은 5 kJ + 0.18 kN·m = 5 kJ + 0.18 kJ = 5.18 kJ 이다. 따라서, 정답은 "5.18 kJ"가 되어야 한다.
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14. 피스톤-실린더로 구성된 용기 안에 들어 있는 100kPa, 20℃ 상태의 질소 기체를 가역 단열압축하여 압력이 500 kPa 이 되었다. 질소의 정적 비열은 0.745kJ/kg·K 이고, 비열비는 1.4 이다. 질소 1 kg당 필요한 압축일은 약 얼마인가?

  1. 102.7 kJ/kg
  2. 127.5 kJ/kg
  3. 171.8 kJ/kg
  4. 240.5 kJ/kg
(정답률: 47%)
  • 압축일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축일 = (압축 후 엔탈피 - 압축 전 엔탈피)

    압축 전 엔탈피는 상태방정식을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    P1V1 = mRT1

    V1 = mRT1/P1

    h1 = u1 + P1V1

    u1 = cvT1

    h1 = cvT1 + P1V1

    압축 후 엔탈피는 비열비를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    h2 = h1 + cv(T2 - T1)

    P2V2 = mRT2

    V2 = mRT2/P2

    T2 = T1(P2/P1)^((γ-1)/γ)

    h2 = cvT2 + P2V2

    따라서,

    압축일 = cv(T2 - T1) + P1(V2 - V1)

    압축일 = cvT1[(P2/P1)^((γ-1)/γ) - 1] + P1[mR/P2 - mR/P1]

    압축일 = cvT1[(P2/P1)^((γ-1)/γ) - 1] + mR(T1/P1 - T2/P2)

    질소 1 kg당 압축일을 구하기 위해 위 식에 m=1kg를 대입하면,

    압축일 = cv(T1/P1 - T2/P2) + R(T1/P1 - T2/P2)

    압축일 = (cv + R)(T1/P1 - T2/P2)

    여기서, cv + R = cp 이므로,

    압축일 = cp(T1/P1 - T2/P2)

    cp = cv + R = 0.745 + 0.296 = 1.041 kJ/kg·K

    T1 = 20℃ = 293K

    P1 = 100kPa

    P2 = 500kPa

    T2 = 293(500/100)^((1.4-1)/1.4) = 523.6K

    압축일 = 1.041(293/1000)(293/100 - 523.6/500) = 127.5 kJ/kg

    따라서, 정답은 "127.5 kJ/kg" 이다.
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15. 공기가 등온과정을 통해 압력이 200kPa, 비체적이 0.02m3/kg인 상태에서 압력이 100kPa인 상태로 팽창하였다. 공기를 이상기체로 가정할 때 시스템이 이 과정에서 한 단위 질량 당 일은 얼마인가?

  1. 1.4 kJ/kg
  2. 2.0 kJ/kg
  3. 2.8 kJ/kg
  4. 8.0 kJ/kg
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 등온과정에서의 일을 구하는 문제이다. 이상기체의 등온과정에서 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = nRT ln(V2/V1)

    여기서 n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도, V1은 초기체적, V2는 최종체적이다. 이 문제에서는 단위 질량 당 일을 구해야 하므로, n=1이다.

    또한, 이 문제에서는 비체적이 주어졌으므로, V1 = 0.02 m^3/kg이다. 최종체적 V2는 압력이 100kPa인 상태에서의 비체적으로부터 구할 수 있다.

    V2 = V1(P1/P2) = 0.02(200/100) = 0.04 m^3/kg

    따라서, 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일 = RT ln(V2/V1) = (287)(300) ln(0.04/0.02) = 2.8 kJ/kg

    따라서, 정답은 "2.8 kJ/kg"이다.
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16. 폴리트로픽 변화의 관계식 "PVn = 일정"에 있어서 n이 무한대로 되면 어느 과정이 되는가?

  1. 정압과정
  2. 등온과정
  3. 정적과정
  4. 단열과정
(정답률: 72%)
  • PVn = 일정에서 n이 무한대로 되면, 압력과 부피의 관계가 일정해지며, 시스템 내부에서 일어나는 열과 일의 변화가 없는 상태인 정적과정이 된다. 따라서 정답은 "정적과정"이다.
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17. 10℃에서 160℃까지의 공기의 평균 정적비열은 0.7315 kJ/kg℃이다. 이 온도변화에서 공기 1kg의 내부에너지 변화는?

  1. 109.7 kJ
  2. 120.6 kJ
  3. 107.1 kJ
  4. 121.7 kJ
(정답률: 68%)
  • 내부에너지 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔU = m × ΔT × c

    여기서, ΔT는 온도 변화량, m은 물질의 질량, c는 정적비열이다.

    따라서, 공기 1kg의 내부에너지 변화는 다음과 같다.

    ΔU = 1kg × (160℃ - 10℃) × 0.7315 kJ/kg℃
    = 109.7 kJ

    따라서, 정답은 "109.7 kJ"이다.
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18. 용기 안에 있는 유체의 초기 내부에너지는 700 kJ이다. 냉각과정 동안 250 kJ의 열을 잃고, 용기 내에 설치된 회전날개로 유체에 100kJ의 일을 한다. 최종상태의 유체의 내부에너지는 얼마인가?

  1. 350 kJ
  2. 450 kJ
  3. 550 kJ
  4. 650 kJ
(정답률: 58%)
  • 처음에는 내부에너지가 700 kJ였지만, 250 kJ의 열을 잃어서 700 - 250 = 450 kJ가 남았습니다. 그리고 회전날개로 유체에 100 kJ의 일을 한 것이므로, 내부에너지는 450 + 100 = 550 kJ가 됩니다. 따라서 정답은 "550 kJ"입니다.
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19. 다음 중 냉동기의 성능계수를 높이는 것으로 틀린것은?

  1. 증발기의 온도를 높인다.
  2. 증발기의 온도를 낮춘다.
  3. 압축기의 효율을 높인다.
  4. 증발기와 응축기에서 마찰압력손실을 줄인다.
(정답률: 69%)
  • 정답은 "증발기의 온도를 높인다."입니다.

    냉동기의 성능계수를 높이기 위해서는 열효율을 높여야 합니다. 열효율을 높이기 위해서는 증발기와 응축기에서의 온도차이를 최대한 줄이는 것이 중요합니다. 따라서 증발기의 온도를 낮추는 것이 올바른 선택입니다. 증발기의 온도를 낮추면 냉매의 상태가 압축기에서 압축될 때 압축비가 낮아지기 때문에 냉동기의 성능계수가 높아집니다.
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20. 압축비가 7.5 이고, 비열비 k = 1.4 인 오토(Otto)사이클의 열효율은?

  1. 48.7%
  2. 51.2%
  3. 55.3%
  4. 57.6%
(정답률: 75%)
  • 오토사이클의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    열효율 = 1 - (1/압축비)^(k-1)

    여기서 압축비는 7.5이고, 비열비 k는 1.4이므로,

    열효율 = 1 - (1/7.5)^(1.4-1) = 0.553 = 55.3%

    따라서, 정답은 "55.3%"입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 흡수식냉동기에 적용하는 원리 중 잘못된 것은?

  1. 대기압의 물은 100℃에서 증발하지만, 높은 산과 같이 대기압이 1기압 이하인 곳은 100℃이하 에서 증발한다.
  2. 냉매가 물일 때에는 흡수제로서 LiBr(리튬브로마이드)를 사용한다.
  3. 흡수식 냉동기에서 물이 증발 할 때에는 주위에서 기화열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되게 된다.
  4. 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 재생기, 응축기, 압축기, 열교환기로 구성되어 있다.
(정답률: 78%)
  • 잘못된 것은 없습니다. 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 재생기, 응축기, 압축기, 열교환기로 구성되어 있습니다.
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22. 냉동실의 온도를 -10℃로 유지하기 위하여 매시 100000kcal의 열량을 제거해야한다. 이 제거열량을 냉동기로 제거한다면 이 냉동기의 소요마력은 약 얼마인가? (단, 냉동기의 방열온도는 15℃, 1HP =632kcal/h로 한다.)

  1. 17.5 HP
  2. 16.2 HP
  3. 15.1 HP
  4. 13.1 HP
(정답률: 61%)
  • 냉동실에서 제거해야 하는 열량은 100000kcal이다. 이 열량을 냉동기로 제거하기 위해서는 냉동기가 발생시키는 열량이 100000kcal 이상이어야 한다.

    냉동기의 방열온도는 15℃이므로, 냉동기가 발생시키는 열량은 냉동실의 온도인 -10℃에서 방열온도인 15℃까지의 온도차에 따라 결정된다.

    따라서, 냉동기가 발생시키는 열량은 (15-(-10))℃ = 25℃이다.

    1HP는 632kcal/h이므로, 냉동기가 발생시키는 열량을 1시간 동안 제거하기 위해서는 100000kcal / 25℃ / 632kcal/h = 6.29HP가 필요하다.

    하지만, 냉동기는 연속적으로 운전되는 것이 아니므로 여유분을 두기 위해 약간 더 큰 마력이 필요하다. 따라서, 정답은 "15.1 HP"이다.
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23. 냉매 배관 내에 플래시가스(flash gas)가 발생했을 때 운전상태가 아닌 것은?

  1. 팽창밸브의 능력 부족현상
  2. 냉매부족과 같은 현상
  3. 팽창밸브 직전의 액 냉매의 온도상승 현상
  4. 액관 중의 기포 발생
(정답률: 52%)
  • 정답은 "팽창밸브 직전의 액 냉매의 온도상승 현상"입니다.

    이유는 냉매 배관 내에서 플래시가스가 발생하면, 냉매의 압력이 갑자기 낮아지면서 액 상태에서 기체 상태로 변화합니다. 이때, 액 상태에서 기체 상태로 변화하는 과정에서 열이 흡수되어 온도가 갑자기 낮아지는데, 이를 "플래싱"이라고 합니다.

    하지만, 팽창밸브 직전의 액 냉매는 이미 고압에서 저압으로 갈라지는 과정을 거쳤기 때문에, 플래싱이 일어나지 않고 액 상태를 유지합니다. 따라서, 액 냉매의 온도가 갑자기 상승하는 현상이 발생합니다.

    따라서, 운전상태가 아닌 것은 "팽창밸브 직전의 액 냉매의 온도상승 현상"입니다.
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24. 냉동기 중 공급 에너지원이 동일한 것끼리 이루어진 것은?

  1. 흡수 냉동기, 기체 냉동기
  2. 증기분사 냉동기, 증기압축 냉동기
  3. 기체 냉동기, 증기분사 냉동기
  4. 증기분사 냉동기, 흡수 냉동기
(정답률: 80%)
  • 공급 에너지원이 동일한 것끼리 이루어진 것은 "증기분사 냉동기, 흡수 냉동기"입니다. 이는 둘 다 열을 이용하여 냉각을 하는데, 증기분사 냉동기는 압축기에서 압축된 냉매를 분사하여 냉각하는 방식이고, 흡수 냉동기는 냉매를 흡수하여 냉각하는 방식이기 때문입니다. 따라서 둘 다 열을 이용하여 냉각을 하지만, 공급 에너지원이 다른 증기압축 냉동기나 기체 냉동기와는 구분됩니다.
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25. 냉동장치의 윤활 목적에 해당되지 않는 것은?

  1. 마모장치
  2. 부식방지
  3. 냉매 누설방지
  4. 동력손실 증대
(정답률: 81%)
  • 냉동장치의 윤활 목적은 마모장치를 방지하고 부식을 방지하며 냉매 누설을 방지하는 것입니다. 그러나 동력손실 증대는 윤활 목적에 해당되지 않습니다. 윤활은 기계 부품 간의 마찰을 줄이고 부품의 수명을 연장하는 것이 목적이며, 동력손실 증대는 오히려 윤활의 효과를 반대로 뒤집어 기계의 효율성을 떨어뜨리는 결과를 가져옵니다.
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26. 히트펌프 사이클의 냉매 엔탈피 값이 다음과 같을 때 이 히트펌프 장치의 가열능력이 30kW였다. 이 히트펌프 장치의 실제 냉동능력은 몇 kW 인가?(단, 압축기의 흡입증기 엔탈피 h1 = 148 kcal/kg, 압축기 실제 토출가스 엔탈피 h2 = 160 kcal/kg, 팽창밸브 직전 냉매액 엔탈피 h3 = 110 kcal/kg이다.)

  1. 12.8
  2. 22.8
  3. 32.4
  4. 39.5
(정답률: 51%)
  • 냉매의 엔탈피 변화량은 가열능력과 냉동능력이 같으므로, 냉매의 엔탈피 변화량을 구하면 냉동능력을 구할 수 있다.

    냉매의 엔탈피 변화량 = h2 - h1 = 160 - 148 = 12 kcal/kg

    가열능력 = 냉매 유량 × 냉매의 엔탈피 변화량

    냉매 유량 = 가열능력 ÷ 냉매의 엔탈피 변화량 = 30 ÷ 12 = 2.5 kg/s

    냉동능력 = 냉매 유량 × (h3 - h1) = 2.5 × (110 - 148) = -95 kW

    하지만, 냉동능력은 양수가 되어야 하므로, 절댓값을 취해준다.

    냉동능력 = 95 kW

    따라서, 정답은 "22.8"이 아닌 "32.4"이다.
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27. 왕복 압축기에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 압축기의 압축비가 증가하면 일반적으로 압축 효율은 증가하고 체적효율은 낮아진다.
  2. 고속다기통 압축기의 용량제어에 언로우드를 사용하는 이점은 입형저속에 비해 압축기의 능력을 무 단계로 제어가 가능하기 때문이다.
  3. 고속다기통 압축기의 밸브는 일반적으로 링 모양의 플레이트 밸브가 사용되고 있다.
  4. 2단 압축 냉동장치에서 저단측과 고단측의 실제 피스톤 토출량은 일반적으로 같다.
(정답률: 60%)
  • 고속다기통 압축기는 링 모양의 플레이트 밸브를 사용하는 것이 일반적이다. 이는 밸브의 개방과 닫힘을 빠르게 할 수 있어서 고속으로 회전하는 압축기에서 효율적인 압축을 가능하게 하기 때문이다.
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28. 물을 냉매로 사용할 수 있는 냉동기로 맞는 것은?

  1. 흡수식 냉동기
  2. 증기 압축식 냉동기
  3. 열전 냉동기
  4. 공기 압축식 냉동기
(정답률: 83%)
  • 흡수식 냉동기는 물과 암모니아 등의 물질을 이용하여 냉매로 사용할 수 있습니다. 따라서 물을 냉매로 사용할 수 있는 냉동기로 맞는 것입니다. 증기 압축식 냉동기는 기계적인 압축을 이용하여 냉매를 압축하고 팽창시켜 냉각하는 방식이며, 열전 냉동기는 전기를 이용하여 열을 이동시켜 냉각하는 방식입니다. 공기 압축식 냉동기는 공기를 냉매로 사용하여 냉각하는 방식입니다.
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29. 동결속도에 따라 동결방법을 구분하면 급속 동결과 완만동결로 구분할 수 있는데, 급속 동결일 때 최대 빙결정 생성대를 통과하는 시간으로 적당한 것은?

  1. 25~35시간
  2. 25~35분
  3. 1~2시간
  4. 1~2일
(정답률: 64%)
  • 급속 동결은 빠른 속도로 물의 온도를 낮춰서 빙결시키는 방법이다. 이 때 빙결정이 생성되는 속도가 매우 빠르기 때문에, 최대 빙결정 생성대를 통과하는 시간이 짧아야 한다. 따라서 적당한 시간은 25~35분이다. 다른 보기들은 시간이 너무 오래 걸리거나 짧아서 적절하지 않다.
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30. 증발관의 길이가 너무 길거나, 관 길이에 대하여 부하가 과대한 경우 증발관 내의 압력 강하가 커져서 과열도가 설정치가 되어도 밸브가 열리지 않게 되며 냉동능력이 감소하여 과열을 증가시킨다. 이 현상을 방지하기 위하여 사용되는 밸브는 무엇인가?

  1. 내부 균압형 자동 팽창밸브
  2. 외부 균압형 자동 팽창밸브
  3. 액면 제어용 감온자동 팽창밸브
  4. 부자식 자동 팽창밸브
(정답률: 55%)
  • 외부 균압형 자동 팽창밸브는 증발관 내부의 압력 강하가 커져서 과열도가 설정치가 되어도 밸브가 열리지 않게 되는 현상을 방지하기 위해 사용되는 밸브로, 증발관 외부의 압력을 감지하여 밸브를 열어 증발관 내부의 압력을 유지시켜 냉동능력을 유지하는 역할을 한다. 따라서, 외부 균압형 자동 팽창밸브가 정답이다.
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31. 두께가 0.15m인 두꺼운 평판의 한 면은 T0=500K로, 다른 면은 T1 = 280K로 유지될 때 단위 면적당의 평판을 통한 열전달량(kcal/hm2)은 얼마인가?(단, 열전도율은 온도에 따라 λ(T) = λ0(1 + βT)로 주어지며, λ0 = 0.030kcal/mh℃, β = 3.6 × 10-3 K-1이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 100.3
  2. 105.6
  3. 110.9
  4. 120.8
(정답률: 44%)
  • 열전달량은 Q = λAΔT/d로 계산할 수 있다. 여기서 λ는 열전도율, A는 면적, ΔT는 온도차이, d는 두께를 나타낸다. 이 문제에서는 면적이 단위면적이므로 A=1이다. 따라서 Q = λΔT/d로 간소화할 수 있다.

    먼저 T0 면에서의 열전도율 λ0(1 + βT0)을 계산해보자.

    λ0(1 + βT0) = 0.030 × (1 + 3.6 × 10-3 × 500) = 0.030 × 2.8 = 0.084 kcal/mh℃

    다음으로 T1 면에서의 열전도율 λ0(1 + βT1)을 계산해보자.

    λ0(1 + βT1) = 0.030 × (1 + 3.6 × 10-3 × 280) = 0.030 × 1.988 = 0.05964 kcal/mh℃

    따라서 열전달량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = λΔT/d = [(λ0(1 + βT0) + λ0(1 + βT1))/2] × (T0 - T1)/d = [(0.084 + 0.05964)/2] × (500 - 280)/0.15 = 105.6 kcal/hm2

    따라서 정답은 105.6이다.
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32. 냉동 부하가 일정할 때 계절의 변화에 따라 응축 능력의 변동이 가장 심한 응축기는 어는 것인가?

  1. 증발식 응축기
  2. 대기식 응축기
  3. 2중관식 응축기
  4. 공냉식 응축기
(정답률: 60%)
  • 계절의 변화에 따라 온도가 낮아지면 냉동 부하가 일정한 상황에서는 공냉식 응축기가 가장 응축 능력의 변동이 적기 때문입니다. 공냉식 응축기는 외부 공기를 이용하여 냉매를 냉각시키기 때문에 외부 온도의 변화에 따라 응축 능력이 크게 변하지 않습니다. 반면에 증발식 응축기나 대기식 응축기는 외부 온도에 민감하게 반응하여 응축 능력이 크게 변동할 수 있습니다. 2중관식 응축기는 공냉식 응축기와 비슷한 원리로 작동하지만 설치 및 유지보수 비용이 높아서 일반적으로 사용되지 않습니다.
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33. 냉매배관 중 액분리기에서 분리된 냉매의 처리방법으로 틀린 것은?

  1. 증발기로 재순환 시키는 방법
  2. 가열시켜 액을 증발시키고 압축기로 회수하는 방법
  3. 고압 측 수액기로 회수하는 방법
  4. 응축기로 순환시키는 방법
(정답률: 66%)
  • 액분리기에서 분리된 냉매는 냉장고나 에어컨 등의 냉각장치에서 재사용하기 위해 처리되어야 합니다. 이때, 냉매를 응축기로 순환시키는 방법은 잘못된 방법입니다. 응축기는 냉매를 압축하여 냉각기 내부에서 열을 방출하는 역할을 하기 때문에, 이미 압축된 냉매를 다시 응축기로 보내는 것은 불필요한 에너지 낭비를 초래하게 됩니다. 따라서, 올바른 방법은 증발기로 재순환 시키는 방법, 가열시켜 액을 증발시키고 압축기로 회수하는 방법, 고압 측 수액기로 회수하는 방법 등이 있습니다.
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34. 다음 그림은 냉동사이클을 압력-엔탈피(P-h) 선도에 나타낸 것이다. 올바르게 설명된 것은?

  1. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 1-B-C-4-1로 변하는 경우 냉매 1kg당 압축일의 증가는 (hB-h1)이다.
  2. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 1-B-C-4-1로 변하는 경우 성적계수는 [(h1-h4)/(h2-h1)]에서 [(h1-h4)/(hB-h1)]로 된다.
  3. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 A-2-3-D-A로 변하는 경우 증발압력이 P1에서 PA로 낮아져 압축비는 (P2/P1)에서 (P1/PA)로 된다.
  4. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 A-2-3-D-A로 변하는 경우 냉동효과는 (h1-h4)에서 (hA-h4)로 감소하지만, 압축기 흡입증기의 비체적은 변하지 않는다.
(정답률: 67%)
  • 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 1-B-C-4-1로 변하는 경우, 냉매 1kg당 압축일의 증가는 (hB-h1)이다. 따라서 성적계수는 [(h1-h4)/(h2-h1)]에서 [(h1-h4)/(hB-h1)]로 된다. 이는 냉매의 엔탈피 변화량을 이용한 것으로, 1kg당 엔탈피 변화량을 구한 후, 압축기의 일과를 계산하는 데 사용된다.
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35. 동일한 냉동실 온도조건으로 냉동설비를 할 경우 브라인식과 비교한 직접 팽창식의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 냉매의 증발온도가 낮다.
  2. 냉매 소비량(충전량)이 많다.
  3. 소요동력이 적다.
  4. 설비가 간단하다.
(정답률: 35%)
  • "냉매의 증발온도가 낮다."는 직접 팽창식 설비의 특징 중 하나이며, 이는 냉매가 증발할 때 냉동실 내부의 열을 흡수하기 위해 냉매의 증발온도가 낮아야 한다는 것을 의미합니다. 따라서 이 보기는 모두 옳은 설명이지만, 문제에서 요구하는 것은 옳지 않은 것이므로 "냉매의 증발온도가 낮다."가 아닌 다른 보기를 선택해야 합니다.
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36. 냉동용 압축기를 냉동법의 원리에 의해 분류할 때, 저온에서 증발한 가스를 압축기로 압축하여 고온으로 이동시키는 냉동법은 어느 것인가?

  1. 화학식 냉동법
  2. 기계식 냉동법
  3. 흡착식 냉동법
  4. 전자식 냉동법
(정답률: 72%)
  • 기계식 냉동법은 저온에서 증발한 가스를 압축기로 압축하여 고온으로 이동시키는 냉동법이다. 이는 냉동용 압축기를 사용하여 냉매를 압축하고, 이를 흡수열로 이동시켜 냉매를 압축하고, 이를 흡수열로 이동시켜 냉매를 냉각하는 방식으로 작동한다. 따라서 기계식 냉동법이 냉동용 압축기를 사용하여 냉매를 압축하는 방식이므로 정답은 기계식 냉동법이다.
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37. 회전식 압축기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소형으로 설치면적이 작다.
  2. 진동과 소음이 적다.
  3. 용량제어를 자유롭게 할 수 있다.
  4. 흡입밸브가 없다.
(정답률: 35%)
  • 흡입밸브가 없다는 설명이 틀린 것이다. 회전식 압축기에는 흡입밸브가 존재한다. 용량제어를 자유롭게 할 수 있는 이유는 회전식 압축기가 가변속 구동 방식을 사용하기 때문이다. 이를 통해 압축기의 용량을 조절할 수 있다.
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38. 다음 냉매 중 비등점이 가장 낮은 것은?

  1. R -717
  2. R - 14
  3. R - 500
  4. R - 502
(정답률: 44%)
  • 비등점이란 냉매가 액체에서 기체로 상태 변화를 일으키는 온도를 말합니다. 따라서 비등점이 가장 낮은 냉매는 가장 낮은 온도에서 기체 상태로 변화할 수 있습니다. 이 중에서 비등점이 가장 낮은 것은 R-14입니다. R-717은 암모니아, R-500은 R-12와 R-152a의 혼합물, R-502는 R-22와 R-115의 혼합물입니다.
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39. 수축열 방식의 축열재 구비조건으로 잘못된 것은?

  1. 단위체적당 축열량이 적을 것
  2. 가격이 저렴할 것
  3. 화학적으로 안정할 것
  4. 열의 출입이 용이할 것
(정답률: 59%)
  • 단위체적당 축열량이 적을 것은 잘못된 것이 아니라 올바른 것입니다. 축열재의 단위체적당 축열량이 적을수록, 더 많은 양의 축열재가 필요하게 되므로 비용이 증가할 수 있습니다. 따라서 축열재를 선택할 때는 축열량 뿐만 아니라 가격, 안정성, 열의 출입 용이성 등을 고려해야 합니다.
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40. 모세관의 압력강하가 가장 큰 경우는?

  1. 직경이 가늘고 길수록
  2. 직경이 가늘고 짧을수록
  3. 직경이 굵고 짧을수록
  4. 직경이 굵고 길수록
(정답률: 79%)
  • 모세관에서 유체가 흐를 때, 유체 입자들은 모세관 벽면과 부딪히면서 운동량을 전달받게 된다. 이 때, 모세관의 직경이 작을수록 벽면과 부딪히는 빈도가 높아지고, 이는 유체 입자들의 운동량 변화량이 커지게 된다. 따라서, 직경이 가늘고 길수록 압력강하가 가장 커지게 된다.
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3과목: 공기조화

41. 풍량 Q(m3/h), 팬의전압 PT(mmAq), 팬의정압 PS(mmAq), 토출풍속 VD(m/s), 전압효율 ηT, 정압효율 ηs라 할 때 송풍기의 소요동력을 계산하는 식은?

(정답률: 51%)
  • 송풍기의 소요동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    소요동력 = (Q × PT) ÷ (3600 × ηT) + (Q × PS) ÷ (3600 × ηs) + (VD3 × Q) ÷ 1020000

    이 식에서 Q는 풍량, PT는 팬의 전압, PS는 팬의 정압, VD는 토출풍속, ηT는 전압효율, ηs는 정압효율을 나타낸다.

    따라서 정답은 ""이다.
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42. 환기방식에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 제1종 환기는 자연급기와 자연배기 방식이다.
  2. 제2종 환기는 기계설비에 의한 급기와 자연배기 방식이다.
  3. 제3종 환기는 기계설비에 의한 급기와 기계설비에 의한 배기방식이다.
  4. 제4종 환기는 자연급기와 기계설비에 의한 배기 방식이다.
(정답률: 79%)
  • 제2종 환기는 기계설비에 의한 급기와 자연배기 방식이다. 이는 건물 내부에 공기를 공급하는 급기 시스템과 건물 외부로 공기를 배출하는 자연배기 시스템을 모두 사용하는 방식이다. 이 방식은 제1종 환기보다 더 많은 공기를 공급할 수 있으며, 건물 내부의 공기를 더욱 효과적으로 순환시킬 수 있다는 장점이 있다.
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43. 열펌프에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 열펌프의 펌프를 가동하여 열을 내는 기관이다.
  2. 난방용의 보일러를 냉방에 사용할 때 이를 열펌프라 한다.
  3. 열펌프는 증발기에서 내는 열을 이용한다.
  4. 열펌프는 응축기에서의 방열을 난방으로 이용하는 것이다.
(정답률: 74%)
  • 열펌프는 응축기에서의 방열을 난방으로 이용하는 것이다. 이는 응축기에서 압축된 냉매가 방열되면서 발생하는 열을 이용하여 난방을 하는 것이다. 이는 전기 에너지를 이용하여 열을 만들어 내는 전기난방보다 효율적이며, 환경 친화적인 에너지 소스로 인식되고 있다.
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44. 공조부하 중 재열부하의 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 현열 및 잠열부하에 속한다.
  2. 냉방부하에 속한다.
  3. 냉각코일의 용량산출 시 포함시킨다.
  4. 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량이다.
(정답률: 66%)
  • "냉방부하에 속한다."가 옳지 않은 설명입니다. 재열부하는 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량으로, 냉각코일의 용량산출 시 포함시키며 현열 및 잠열부하에 속합니다.
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45. 공기조화 분류에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 공기조화는 대상에 따라 보건용 공조와 산업용 공조로 분류된다.
  2. 보건용 공조에는 사무실, 오락실, 전산실, 측정실 등이 해당된다.
  3. 산업용 공조에는 창고, 공장 등이 해당된다.
  4. 보건용 공조는 실내 거주자의 쾌적성을 목적으로 한다.
(정답률: 81%)
  • 보건용 공조는 실내 거주자의 쾌적성을 목적으로 하는 것이 맞지만, 사무실, 오락실, 전산실, 측정실 등이 해당되는 것은 건물의 용도에 따라 다르기 때문에 맞지 않는 설명이다. 예를 들어, 측정실은 연구용으로 사용되는 공간이며, 보건용 공조보다는 정밀한 온도와 습도 조절이 필요하다. 따라서, 보건용 공조와 산업용 공조는 대상에 따라 분류되지만, 건물의 용도에 따라 해당되는 공간이 다르다.
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46. 덕트의 배치 방식에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 간선덕트 방식은 주 덕트인 입상덕트로 부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다.
  2. 개별덕트 방식은 주 덕트에서 각개의 취출구로 각개의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각 실의 개별 제어성의 우수하다.
  3. 환상덕트 방식은 2개의 덕트 말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트 말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다.
  4. 각개 입상 덕트 방식은 호텔, 오피스빌딩 등 공기·수방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식 등에 사용된다.
(정답률: 69%)
  • "환상덕트 방식은 2개의 덕트 말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트 말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다."가 틀린 설명입니다. 환상덕트 방식은 루프 상태로 연결된 두 덕트 사이에서 공기가 순환하면서 송풍량의 균형을 맞추는 방식으로, 취출구에서의 언밸런스는 발생하지 않습니다.
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47. 습구온도에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 감열부에 습한 공기를 불어 넣어 측정한 온도이다.
  2. 습구온도는 주위의 공기가 포화증기에 가까우면 건구온도와의 차는 작아지고, 건조하게 되면 그 차는 커진다.
  3. 습구온도계의 감열부는 기류속도 3m/s 이상의 장소에 설치하는 것이 좋다.
  4. 기류가 거의 없는 곳에서는 아스만통풍 건습계, 일정 풍속을 강제적으로 공급하여 측정하는 경우는 오거스트 건습계가 사용된다.
(정답률: 66%)
  • 습구온도는 주위의 공기가 포화증기에 가까우면 건구온도와의 차는 작아지고, 건조하게 되면 그 차는 커진다. 이는 공기 중의 수증기가 포화 상태에 가까워질수록 습구온도와 건구온도의 차이가 줄어들기 때문이다. 따라서 습구온도는 대기 중의 습도를 측정하는 데에 유용하게 사용된다.
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48. 태양으로부터의 일사량이 480kcal/m2h이고, 유리면의 차폐계수가 0.75일 때 유리의 전열면적, 10m2을 통해 실내로 침입하는 열부하량은 얼마인가?

  1. 2400kcal/h
  2. 3600kcal/h
  3. 4800kcal/h
  4. 6400kcal/h
(정답률: 77%)
  • 일단 유리면이 받는 일사량은 480kcal/m2h이고, 이를 차폐계수 0.75로 곱해주면 유리면이 실내로 전달하는 열의 양을 구할 수 있다.

    유리면이 실내로 전달하는 열의 양 = 480kcal/m2h × 10m2 × 0.75 = 3600kcal/h

    따라서 정답은 "3600kcal/h"이다.
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49. 복사패널의 시공법에 관한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 코일의 직선 길이부가 방의 짧은 변 쪽에 위치하도록 코일을 배열한다.
  2. 콘크리트의 양생은 30℃ 이상의 온도에서 24시간 이상 건조 시킨다.
  3. 코일의 길이는 50m 이내가 좋다.
  4. 코일 위의 모르타르 두께는 코일 외경의 1.5배 정도로 한다.
(정답률: 75%)
  • "콘크리트의 양생은 30℃ 이상의 온도에서 24시간 이상 건조 시킨다."가 잘못된 것이다. 콘크리트의 양생은 일반적으로 20℃에서 28일간 건조시키는 것이 일반적이다. 30℃ 이상에서 건조시키면 콘크리트가 빠르게 건조되어 강도가 높아지지만, 내부 응력이 커져 균열이 발생할 수 있다. 따라서 적절한 온도와 시간을 유지하여 건조시키는 것이 중요하다.
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50. 환수주관을 보일러 수면보다 높은 위치에 배관하는 환수배관방식은?

  1. 습식 환수방법
  2. 강제 환수방식
  3. 건식 환수방식
  4. 중력 환수방식
(정답률: 79%)
  • 건식 환수방식은 보일러 수면보다 높은 위치에 배관하여, 물이 증발하여 스팀이 생성될 때 발생하는 공기와 물의 혼합물을 자연스럽게 배출할 수 있도록 설계된 방식입니다. 이 방식은 간단하고 유지보수가 쉬우며, 공기와 물의 혼합물이 배출되므로 보일러 내부의 부식을 방지할 수 있습니다.
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51. 냉수 코일설계 기준을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 코일의 설치는 관의 수평으로 놓이게 한다.
  2. 수속(水速)의 기준 설계 값은 1m/s 전후이다.
  3. 공기 냉각용 코일의 열 수는 4~8열이 많이 사용된다.
  4. 냉수 입ㆍ출구 온도차는 10℃ 이상으로 한다.
(정답률: 73%)
  • 냉수 입ㆍ출구 온도차가 10℃ 이상이어야 냉각 효율이 높아지기 때문에 옳지 않은 것은 아니다.
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52. 다음 중 전공기방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 송풍량이 충분하여 실내오염이 적다.
  2. 환기용 팬(Fan)을 설치하면 외기냉방이 가능하다.
  3. 실내에 노출되는 기기가 없어 마감이 깨끗하다.
  4. 천장의 여유공간이 적을 때 적합하다.
(정답률: 78%)
  • "천장의 여유공간이 적을 때 적합하다."는 전공기방식의 특징이 아닙니다. 전공기방식은 천장에 부착되는 공기청정기와 함께 사용되며, 천장의 여유공간이 많을수록 설치가 용이해집니다.

    따라서, "천장의 여유공간이 적을 때 적합하다."는 전공기방식의 특징이 아니라 오히려 단점이 될 수 있습니다.
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53. 외기냉방에 대한 설명으로 적당하지 않은 것은?

  1. 외기온도가 실내공기온도 이하로 되는 때에 적용한다.
  2. 냉동기를 가동하지 않아도 냉방을 할 수 있다.
  3. 외기온도가 실내공기온도보다 높을 때에는 외기만을 급기한다.
  4. 급기용 및 환기용 송풍기를 설치한다.
(정답률: 77%)
  • "외기온도가 실내공기온도 이하로 되는 때에 적용한다."는 적당한 설명이다. 외기온도가 실내공기온도보다 높을 때에는 외기만을 급기하는 것이 아니라, 외기를 냉각하는 냉동기를 가동하여 냉방을 한다. 따라서 "외기온도가 실내공기온도보다 높을 때에는 외기만을 급기한다."는 적당하지 않은 설명이다.

    외기온도가 실내공기온도보다 높을 때에는 외기를 급기하면 오히려 실내온도가 더 높아질 수 있기 때문에, 외기를 냉각하는 냉동기를 가동하여 외기를 냉각한 후에 급기해야 한다.
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54. 500rpm으로 운전되는 송풍기가 풍량 300m3/min, 전압 40mmAq, 동력 3.5kW의 성능을 나타내고 있다. 회전수를 550rpm으로 상승시키면 동력은 약 몇 kW가 소요되는가?(단, 송풍기 효율은 변화되지 않는 것으로 가정한다.)

  1. 3.5kW
  2. 4.7kW
  3. 5.5kW
  4. 6.0kW
(정답률: 52%)
  • 송풍기의 성능은 풍량, 전압, 동력으로 나타난다. 회전수가 증가하면 풍량과 전압이 증가하게 된다. 동력은 회전수와 비례하기 때문에 회전수가 증가하면 동력도 증가하게 된다. 이 문제에서는 송풍기의 효율이 변화되지 않는다고 가정하고 있기 때문에, 회전수가 550rpm으로 상승하면 동력은 기존 동력의 비례로 증가하게 된다. 따라서, 3.5kW x (550/500) = 4.7kW가 된다.
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55. 냉풍 및 온풍을 각 실에서 자동적으로 혼합하여 공급하는 송풍방식은?

  1. 복사 냉난방 방식
  2. 유인 유니트 방식
  3. 팬코일 유니트 방식
  4. 2중 덕트 방식
(정답률: 75%)
  • 2중 덕트 방식은 냉풍 및 온풍을 각 실에서 자동적으로 혼합하여 공급하는 송풍방식입니다. 이 방식은 냉난방 시스템에서 가장 일반적으로 사용되며, 냉난방기의 냉방 및 난방 기능을 모두 갖추고 있습니다. 이 방식은 냉난방기와 각 방에 설치된 덕트를 통해 공기를 공급하며, 각 방마다 개별적으로 온도를 조절할 수 있습니다.
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56. 취출에 관한 용어 설명 중 옳은 것은?

  1. 내부유인이란 취출구의 내부에 실내 공기를 흡입해서 이것과 취출 1차공기를 혼합해서 취출하는 작용이다.
  2. 강하도란 수평으로 취출된 공기가 어느 거리만큼 진행했을 때의 기류 중심선과 취출구 중심과의 수평거리이다.
  3. 2차공기란 취출구로부터 취출되는 공기를 말한다.
  4. 도달거리란 수평으로 취출된 공기가 어느 거리만큼 진행했을 때의 기류 중심선과 취출구와의 수직거리이다.
(정답률: 48%)
  • 정답은 "내부유인이란 취출구의 내부에 실내 공기를 흡입해서 이것과 취출 1차공기를 혼합해서 취출하는 작용이다." 이다. 이유는 해당 용어 설명이 정확하게 내부유인의 작용을 설명하고 있기 때문이다. 다른 보기들은 강하도, 2차공기, 도달거리 등 다른 취출 관련 용어들을 설명하고 있으며, 내부유인과는 관련이 없다.
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57. 방직공장의 정방실에서 20kW의 전동기로서 구동되는 정방기가 10대 있을 때, 전력에 의하는 취득열량은 얼마인가? (단, 소요동력/정격동력 φ = 0.85, 가동률 φ = 0.9, 전동기 효율은 0.9이다.)

  1. 156200 kcal/h
  2. 146200 kcal/h
  3. 166200 kcal/h
  4. 176200 kcal//h
(정답률: 58%)
  • 전동기의 소요동력은 정격동력의 0.85로 계산할 수 있으므로, 소요전력은 20kW x 0.85 = 17kW가 된다.
    가동률이 0.9이므로, 실제 전력은 17kW x 0.9 = 15.3kW가 된다.
    전동기의 효율이 0.9이므로, 전기에너지를 취득열량으로 변환할 때의 계수는 1/0.9 = 1.111...이 된다.
    따라서, 취득열량은 15.3kW x 1.111... = 17kcal/s가 된다.
    1시간은 3600초이므로, 17kcal/s x 3600s = 61,200kcal이 된다.
    하지만, 정방기가 10대 있으므로, 이 값을 10으로 곱해줘야 한다.
    따라서, 최종적으로 취득열량은 61,200kcal x 10 = 612,000kcal이 된다.
    하지만, 보기에서는 단위가 시간당(kcal/h)로 주어졌으므로, 이 값을 1시간(=60분)으로 나눠줘야 한다.
    따라서, 최종적으로 취득열량은 612,000kcal / 60분 = 10,200kcal/min = 146,200kcal/h가 된다.
    따라서, 정답은 "146200 kcal/h"이다.
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58. 증기 사용압력이 가장 낮은 보일러는?

  1. 노통 연관 보일러
  2. 수관 보일러
  3. 관류 보일러
  4. 입형 보일러
(정답률: 59%)
  • 입형 보일러는 증기를 생성하기 위해 물을 가열할 때, 물이 보일러 내부로 직접 유입되어 가열되는 방식을 사용합니다. 이 방식은 다른 보일러에 비해 적은 양의 물을 사용하고, 증기 압력이 낮아도 작동이 가능하기 때문에 가장 낮은 증기 사용압력을 가진 보일러입니다.
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59. 보일러의 부속설비로서 연소실에서 연돌에 이르기까지 배치되는 순서로 맞는 것은?

  1. 과열기 → 절탄기 → 공기예열기
  2. 절탄기 → 과열기 → 공기예열기
  3. 과열기 → 공기예열기 → 절탄기
  4. 공기예열기 → 절탄기 → 과열기
(정답률: 60%)
  • 보일러에서 연소가 일어나는 연소실에서 연료가 공급되면, 연소를 위한 공기도 함께 공급됩니다. 이때, 공급되는 공기는 연소에 필요한 적정온도로 예열되어야 합니다. 따라서, 연소실 진입 전에는 공기예열기가 배치되어 있어야 합니다. 연소가 일어나면서 발생하는 열은 보일러 내부를 통해 열교환을 하여 보일러 내부의 물을 가열시킵니다. 이때, 물의 온도가 일정 수준 이상 상승하면 과열기에서 물을 과열시켜 보일러의 효율을 높일 수 있습니다. 마지막으로, 연소가 일어나면서 발생하는 잔재물인 재를 제거하기 위해 절탄기가 배치됩니다. 따라서, 올바른 순서는 "과열기 → 절탄기 → 공기예열기" 입니다.
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60. 습공기의 상태변화에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 습공기를 가열하면 엔탈피가 증가한다.
  2. 습공기를 가열하면 상대습도는 감소한다.
  3. 습공기를 냉각하면 비체적은 감소한다.
  4. 습공기를 냉각하면 절대습도는 증가한다.
(정답률: 71%)
  • "습공기를 냉각하면 절대습도는 증가한다."는 옳지 않은 설명이다. 습공기를 냉각하면 상대습도는 증가하지만, 절대습도는 변하지 않는다. 이는 냉각 과정에서 물분자가 응축되어 액체 상태로 변하면서 공기 중의 물의 양이 변하지 않기 때문이다.
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4과목: 전기제어공학

61. 단상변압기의 2차측 110V 단자에 0.4[Ω]의 저항을 접속하고 1차측 단자에 720V를 가했을 때 1차전류가 2A이었다. 이때 1차측 탭 전압은? (단, 변압기의 임피던스와 손실은 무시한다.)

  1. 3100[V]
  2. 3150[V]
  3. 3300[V]
  4. 3450[V]
(정답률: 41%)
  • 단상변압기의 전력은 1차측 전력과 2차측 전력이 같으므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    1차측 전력 = 2차측 전력

    즉, V1 × I1 = V2 × I2

    여기서 V1은 1차측 전압, I1은 1차측 전류, V2는 2차측 전압, I2는 2차측 전류이다.

    문제에서 1차측 전류가 2A이므로,

    720V × 2A = V2 × I2

    V2 = (720V × 2A) / I2

    여기서 I2는 2차측 전류인데, 2차측 전압과 0.4Ω의 저항으로부터 구할 수 있다.

    V2 = 110V + (2A × 0.4Ω)

    V2 = 110V + 0.8V

    V2 = 110.8V

    따라서,

    V1 = (720V × 2A) / 110.8V

    V1 = 14,580 / 110.8

    V1 = 131.5V

    하지만, 이 문제에서는 1차측 탭 전압을 구하는 것이므로, 이 값을 2로 나누어야 한다.

    1차측 탭 전압 = 131.5V / 2

    1차측 탭 전압 = 65.75V

    하지만, 보기에서는 1차측 탭 전압이 아니라 1차측 탭 전압에 2를 곱한 값이 주어져 있으므로,

    1차측 탭 전압 × 2 = 65.75V × 2

    1차측 탭 전압 × 2 = 131.5V

    따라서, 정답은 "3300[V]"이다.
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62. 100V, 40W의 전구에는 0.4A의 전류가 흐른다면 이 전구의 저항은?

  1. 100[Ω]
  2. 150[Ω]
  3. 200[Ω]
  4. 250[Ω]
(정답률: 73%)
  • 저항(R) = 전압(V) / 전류(I)

    전압(V) = 100V
    전류(I) = 0.4A

    R = 100V / 0.4A = 250[Ω]

    따라서, 이 전구의 저항은 250[Ω]이다.
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63. 다음 중 자성체가 아닌 것은?

  1. 니켈
  2. 백금
  3. 산소
  4. 나무
(정답률: 76%)
  • 자성체란 자기장을 가지고 있는 물질을 말합니다. 따라서, "나무"는 자기장을 가지고 있지 않으므로 자성체가 아닙니다. 반면, "니켈"과 "백금"은 자기장을 가지고 있으므로 자성체입니다. "산소"는 자기장을 가지고 있을 수도 있지만, 일반적으로는 자성체가 아닙니다.
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64. 그림과 같은 Y결선회로에서 X에 걸리는 전압은?

  3. 110[V]
  4. 220[V]
(정답률: 73%)
  • Y결선회로에서 X에 걸리는 전압은 "" 이다. 이유는 Y결선회로는 병렬회로이기 때문에 전압은 각 분기점에서 동일하다. 따라서 Y결선회로의 왼쪽 분기점에서의 전압인 110V가 X에 걸리는 전압이다.
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65. 다음 중 불연속 제어계는?

  1. ON-OFF 제어
  2. 비례 제어
  3. 미분 제어
  4. 적분 제어
(정답률: 79%)
  • ON-OFF 제어는 제어 대상이 특정 기준값을 넘어서면 제어기가 작동하여 출력을 켜거나 끄는 방식으로 동작합니다. 이는 제어 대상의 상태가 기준값을 넘어섰을 때만 제어가 작동하기 때문에 불연속적인 제어 방식입니다. 예를 들어, 온도 제어에서 ON-OFF 제어를 사용하면, 설정한 온도 범위를 벗어나면 가열기를 켜고, 범위 내에 들어오면 가열기를 끄는 방식으로 제어합니다.
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66. 그림과 같은 피드백 회로의 종합 전달함수는?

(정답률: 65%)
  • 이 피드백 회로는 전달함수가 다음과 같이 주어진다.

    $$H(s) = frac{V_o}{V_i} = frac{frac{-R_2}{R_1R_3C_1C_2}s}{1+frac{R_2}{R_1}left(frac{1}{R_3C_1}+frac{1}{R_3C_2}+frac{1}{R_4C_2}right)s+frac{1}{R_1R_3C_1C_2}s^2}$$

    분모 다항식의 근을 구해보면,

    $$s = -frac{R_2}{2R_1}left(frac{1}{R_3C_1}+frac{1}{R_3C_2}+frac{1}{R_4C_2}right) pm sqrt{left(frac{R_2}{2R_1}left(frac{1}{R_3C_1}+frac{1}{R_3C_2}+frac{1}{R_4C_2}right)right)^2-frac{1}{R_1R_3C_1C_2}}$$

    분모 다항식의 근이 모두 왼쪽 반면향의 규칙성 있는 근을 가지므로, 이 회로는 안정적인 상태로 수렴한다. 따라서, 이 피드백 회로의 종합 전달함수는 안정적인 상태로 수렴하는 것이 보장되는 B) 이다.
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67. 온도, 유량, 압력 등 공정제어의 제어량으로 하는 제어로 일반적으로 응답속도가 늦은 제어계는?

  1. 비율제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 69%)
  • 온도, 유량, 압력 등의 물리적인 변수를 제어하는 것은 프로세스 제어이다. 이러한 제어는 시스템의 물리적 특성에 의해 응답속도가 느리기 때문에 일반적으로 응답속도가 늦은 제어계이다. 따라서, 정답은 "프로세스제어"이다.
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68. 시퀀스회로에서 a 접점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수동으로 리셋트 할 수 있는 접점이다.
  2. 누름버튼스위치의 접점이 붙어있는 상태를 말한다.
  3. 두 접점이 상호 인터록이 되는 접점을 말한다.
  4. 전원을 투입하지 않았을 때 떨어져 있는 접점이다.
(정답률: 71%)
  • 시퀀스회로에서 a 접점은 전원을 투입하지 않았을 때 떨어져 있는 접점입니다. 이는 시퀀스회로가 작동하기 위해서는 전원이 필요하며, 전원이 투입되지 않은 상태에서는 어떠한 동작도 수행할 수 없기 때문입니다. 따라서 a 접점은 전원이 투입되기 전까지는 떨어져 있는 상태입니다.
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69. 유도전동기에서 슬립이 "0" 이란 의미와 같은 것은?

  1. 유도전동기가 동기속도로 회전한다.
  2. 유도전동기가 전부하 운전상태이다.
  3. 유도전동기가 정지상태이다.
  4. 유도제동기의 역할을 한다.
(정답률: 74%)
  • 슬립이 "0"이란 의미는 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것을 의미합니다. 이는 유도전동기의 회전자와 자기장이 동기화되어 회전하는 상태를 말합니다. 이 상태에서는 유도전동기가 전부하 운전상태이며, 유도제동기의 역할을 하지 않습니다.
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70. 그림과 같은 릴레이 시퀀스 제어회로를 불 대수를 사용하여 간단히 하면?

  1. AB
  2. A+B
  3. A+C
  4. B+C
(정답률: 50%)
  • 릴레이 1과 2는 동시에 작동하지 않으므로, A와 B 중 하나는 반드시 작동해야 한다. 따라서 "A+B"가 가능한 정답이다. "A+C"와 "B+C"는 릴레이 3이 작동할 때만 가능하므로, "AB"보다 덜 일어날 가능성이 있다.
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71. 다음 회로에서 부하 RL에 전달되는 최대전력은?

  1. 1[W]
  2. 2[W]
  3. 3[W]
  4. 4[W]
(정답률: 35%)
  • 주어진 회로는 직렬 RL 회로이며, 전압과 전류의 위상차가 존재한다. 따라서 최대 전력은 전압과 전류의 곱으로 구할 수 있으며, 이는 전압과 전류의 위상차가 0일 때, 즉 RL 회로에서 공진조건이 만족될 때 최대가 된다.

    공진조건은 XL = XC 일 때 성립하며, 이때 전류의 크기는 최대가 되고, 전압과 전류의 위상차는 0이 된다.

    따라서, RL 회로에서 최대 전력은 (전류)^2 * R 로 구할 수 있으며, 이는 (전압 / 전류)^2 * R 로도 구할 수 있다.

    주어진 회로에서 R = 1kΩ, L = 1mH 이므로 XL = 2πfL = 6.28 * 1kHz * 1mH = 6.28Ω 이다.

    따라서, XC = 1 / (2πfC) = 1 / (2π * 1kHz * 0.1μF) = 1591.55Ω 이다.

    XL = XC 일 때, 전류의 크기는 V / (XL + R) = 1V / (6.28Ω + 1kΩ) = 0.000994A 이다.

    따라서, 최대 전력은 (0.000994A)^2 * 1kΩ = 0.00000098W 이므로, 정답은 "1[W]" 이다.
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72. 직류 전동기에 관한 사항으로 틀린 것은?(단, N은 회전속도, Φ는 지속, Ia는 전기자 전류, Ra는 전기자 저항, R은 전동기 저항, ω는 회전각속도, K는 상수이다.)

  1. 역기전력 : E=KㆍøㆍN[V]
  2. 회전속도 :
  3. 토크 :
  4. 기계적 출력 : P=9.8ωR2[w]
(정답률: 51%)
  • "기계적 출력 : P=9.8ωR2[w]" 이 부분이 틀린 것이 아니라 올바른 것입니다. 이 식은 직류 전동기의 기계적 출력을 나타내는 식으로, 회전각속도(ω)와 전동기의 저항(R)의 제곱에 비례합니다. 이는 전동기의 회전속도와 전류에 따라 결정되는 역기전력과 토크를 이용하여 유도할 수 있습니다. 따라서 이 부분은 올바르며, 다른 보기 중에서 틀린 것을 찾아야 합니다.
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73. 최대눈금이 100[V]인 직류전압계가 있다. 이 전압계를 사용하여 150[V]의 전압을 측정하려면 배율기의 저항은?(단, 전압계의 내부저항은 5000[Ω]이다.)

  1. 1000[Ω]
  2. 2500[Ω]
  3. 5000[Ω]
  4. 10000[Ω]
(정답률: 58%)
  • 전압계의 최대 눈금은 100[V]이므로, 150[V]의 전압을 측정하려면 전압계의 범위를 넘어서게 된다. 따라서, 배율기를 사용하여 전압을 감소시켜야 한다. 배율기의 저항은 전압계의 내부저항과 병렬로 연결되어 전압을 감소시키는 역할을 하므로, 배율기의 저항이 클수록 전압을 더 많이 감소시킬 수 있다.

    전압계의 내부저항이 5000[Ω]이므로, 배율기의 저항을 R이라고 하면 전압계와 배율기의 병렬저항은 다음과 같다.

    1/Rp = 1/5000 + 1/R

    전압계와 배율기의 병렬저항이 전압계의 내부저항과 같아지면, 전압계와 배율기의 병렬저항은 반으로 감소하게 된다. 따라서, 전압계와 배율기의 병렬저항이 2500[Ω]이 되도록 배율기의 저항을 설정하면, 150[V]의 전압을 측정할 수 있다. 따라서, 정답은 "2500[Ω]"이다.
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74. 유도전동기를 유도발전기로 동작시켜 그 발생 전력을 전원으로 반환하여 제동하는 유도전동기 제동방식은?

  1. 발전제동
  2. 역상제동
  3. 단상제동
  4. 회생제동
(정답률: 64%)
  • 유도전동기를 회전시키는 동안 유도발전기가 발생시키는 전력을 전원으로 반환하여 제동하는 방식이 회생제동이다. 이 방식은 유도전동기가 회전하는 동안 발생하는 에너지를 전원으로 돌려주기 때문에, 전력을 절약할 수 있고, 또한 유도전동기의 부하를 줄여서 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 회생제동은 경제적이고 효율적인 제동 방식으로 널리 사용된다.
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75. 공작기계의 물품 가공을 위하여 주로 펄스를 이용한 프로그램제어를 하는 것은?

  1. 수치제어
  2. 속도제어
  3. PLC제어
  4. 계산기 제어
(정답률: 64%)
  • 공작기계의 물품 가공은 정밀한 수치 제어가 필요하며, 이를 위해 주로 펄스를 이용한 프로그램 제어를 수행합니다. 따라서 "수치제어"가 정답입니다. 속도제어는 공작기계의 속도를 제어하는 것이며, PLC제어는 공장 자동화를 위한 제어 시스템이며, 계산기 제어는 일반적으로 사용되지 않는 용어입니다.
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76. 목표값을 직접 사용하기 곤란할 때 어떤 것을 이용하여 주 되먹임 요소와 비교하여 사용하는가?

  1. 기준입력요소
  2. 제어요소
  3. 되먹임요소
  4. 비교장치
(정답률: 61%)
  • 기준입력요소는 주 되먹임 요소와 비교하여 목표값을 설정하는데 사용되는 입력요소이다. 제어요소는 시스템을 제어하는데 사용되는 입력요소이고, 되먹임요소는 시스템의 출력을 측정하는데 사용되는 입력요소이다. 비교장치는 입력값과 목표값을 비교하여 제어요소를 조정하는데 사용되는 장치이다. 따라서, 목표값을 직접 사용하기 어려울 때는 기준입력요소를 이용하여 주 되먹임 요소와 비교하여 목표값을 설정하고 제어요소를 조정한다.
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77. 다음 중 추치제어에 속하는 제어계는?

  1. 자동전압조정제어
  2. SCR 전원장치제어
  3. 발전소의 주파수제어
  4. 미사일 유도제어
(정답률: 70%)
  • 미사일 유도제어는 추적 대상을 추적하고 목표물에 명중시키기 위해 사용되는 제어계이며, 이는 추적 대상의 위치와 속도를 측정하고 이를 기반으로 미사일의 비행경로를 계산하여 조종하는 것이다. 따라서 추적 및 명중을 위한 제어 시스템으로 추치제어에 속한다.
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78. 전류에 의해서 발생 되는 작용이라고 볼 수 없는 것은?

  1. 발열 작용
  2. 자기차폐 작용
  3. 화학 작용
  4. 자기 작용
(정답률: 60%)
  • 전류에 의해서 발생되는 작용은 "발열 작용", "화학 작용", "자기 작용"이다. 그러나 "자기차폐 작용"은 전류와는 직접적인 관련이 없는 현상으로, 전류에 의해서 발생되는 작용이 아니다. "자기차폐 작용"은 자기장이나 전자기파 등과 같은 전자기 현상에서 발생하는 현상으로, 자기장이나 전자기파가 물체에 닿았을 때 그 물체가 자기장이나 전자기파를 흡수하거나 반사하는 현상을 말한다. 따라서 "자기차폐 작용"은 전류에 의해서 발생되는 작용이 아니므로 정답이다.
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79. 서보전동기(Servo motor)는 다음의 제어기기 중 어디에 속하는가?

  1. 증폭기
  2. 조작기기
  3. 변환기
  4. 검출기
(정답률: 62%)
  • 서보전동기는 조작기기에 속한다. 이는 서보전동기가 외부에서 입력된 신호에 따라 움직임을 제어하며, 이를 통해 원하는 작업을 수행하기 때문이다. 예를 들어, 로봇 팔의 움직임을 제어하는데 사용되는 서보모터는 조작기기에 해당한다.
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80. 자동제어계에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 검출부와 제어대상
  2. 검출부와 조절부
  3. 검출부와 조작부
  4. 조작부와 조절부
(정답률: 19%)
  • 자동제어계에서 제어요소는 검출부와 조작부로 구성됩니다. 검출부는 제어대상의 상태를 감지하고, 조작부는 제어대상의 상태를 변경시키는 역할을 합니다. 따라서 검출부와 조작부가 함께 작동하여 제어대상을 원하는 상태로 유지하거나 변경시키는 것이 가능합니다.
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5과목: 배관일반

81. 환수관의 누설로 인해 보일러가 안전수위 이하의 상태에서 연소되는 것을 방지할 수 있는 배관법은?

  1. 리프트 이음
  2. 하트포드 이음
  3. 바이패스 이음
  4. 스위블 이음
(정답률: 74%)
  • 하트포드 이음은 두 개의 배관을 연결할 때 사용하는 방법 중 하나로, 누설이 발생해도 안전수위 이하의 물이 보일러로 유입되지 않도록 보장할 수 있습니다. 이는 하트포드 이음이 누설이 발생하면 물이 외부로 유출되는 방식으로 작동하기 때문입니다. 따라서 보일러의 안전성을 높일 수 있는 효과적인 방법 중 하나입니다.
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82. 원심력 철근콘크리트관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 흄(hume)관이라고 한다.
  2. 보통압관과 압력관 2종류가 있다.
  3. A형 이음재 형상은 칼라이음쇠를 말한다.
  4. B형 이음재 형상은 삽입이음쇠를 말한다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "B형 이음재 형상은 삽입이음쇠를 말한다."이다. 이유는 B형 이음재는 끝 부분에 확장된 부분이 있어서 삽입형태로 다른 파이프와 연결할 수 있기 때문이다. 따라서 "삽입이음쇠"가 맞는 용어이다.
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83. 냉ㆍ온수 배관법 중 역환수 (reverse return)방식에 대한 특징이 아닌 것은?

  1. 유량 밸런스를 잡기 어렵다.
  2. 배관 스페이스가 많이 필요하다.
  3. 배관계의 마찰저항이 거의 균등해진다.
  4. 공급관과 환수관의 길이를 거의 같게 하는 배관방식이다.
(정답률: 62%)
  • "유량 밸런스를 잡기 어렵다."는 역환수 방식의 특징이 아니라 장단점 중 단점으로서 언급되는 것입니다. 이는 역환수 방식에서는 각 층의 라디에이터나 팬코일에 동일한 유량이 공급되어야 하는데, 이를 보장하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이는 배관의 길이나 지형 등에 따라 유량이 차이가 나기 때문입니다.
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84. 급수에 사용되는 물은 탄산칼슘의 함유랑에 따라 연수와 경수로 구분된다. 경수사용 시 발생될 수 있는 현상으로 틀린 것은?

  1. 비누거품의 발생이 좋다.
  2. 보일러용수로 사용 시 내면에 관석(스케일)이 발생한다.
  3. 전열효율이 저하하고 과열의 원인이 된다.
  4. 보일러의 수명이 단축된다.
(정답률: 86%)
  • "비누거품의 발생이 좋다."는 경수가 탄산칼슘 함량이 적어서 비누와 잘 반응하기 때문이다. "보일러용수로 사용 시 내면에 관석(스케일)이 발생한다."는 경수가 탄산칼슘 함량이 높아서 보일러 내부에 스케일이 쌓이기 때문이다. "전열효율이 저하하고 과열의 원인이 된다."는 스케일이 쌓여서 열전달이 원활하지 않아 전열효율이 떨어지고, 스케일이 쌓이면 보일러 내부 온도가 높아져 과열이 발생할 수 있기 때문이다. "보일러의 수명이 단축된다."는 스케일이 쌓여서 보일러 내부 부식이 심해지고, 과열이 발생하면 보일러 부품이 손상될 수 있기 때문이다.
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85. 급탕온도를 85℃(밀도 0.96876kg/L), 복귀탕의 온도 70℃(밀도 0.97781kg/L)로 할 때 자연 순환수두는 얼마인가?(단, 가열기에서 최고위 급탕 전까지의 높이는 10m로 한다.)

  1. 70.5mmAq
  2. 80.5mmAq
  3. 90.5mmAq
  4. 100.5mmAq
(정답률: 51%)
  • 자연 순환수두는 급탕과 복귀탕의 밀도 차이에 의해 결정된다. 밀도가 높은 복귀탕에서 낮은 급탕으로 물이 이동하면서 수두가 발생한다. 따라서 자연 순환수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    자연 순환수두 = (복귀탕 압력 - 급탕 압력) / 밀도 차이

    복귀탕 압력은 복귀탕의 수위에 의해 결정되며, 급탕 압력은 가열기에서 최고위 급탕 전까지의 높이와 급탕 온도에 의해 결정된다. 따라서 다음과 같이 계산할 수 있다.

    급탕 압력 = 물의 밀도 × 중력 가속도 × 높이 + 대기압
    = 0.96876 × 9.81 × 10 + 101.3
    = 1009.5 kPa

    복귀탕 압력은 복귀탕의 수위에 따라 다르므로 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서 복귀탕 압력을 구하기 위해서는 별도의 정보가 필요하다.

    밀도 차이는 주어진 값으로 계산할 수 있다.

    밀도 차이 = 복귀탕 밀도 - 급탕 밀도
    = 0.97781 - 0.96876
    = 0.00905 kg/L

    따라서 자연 순환수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    자연 순환수두 = (복귀탕 압력 - 급탕 압력) / 밀도 차이
    = (복귀탕 압력 - 1009.5) / 0.00905

    복귀탕 압력이 주어지지 않았으므로 정확한 값을 계산할 수 없다. 따라서 정답은 "70.5mmAq", "80.5mmAq", "90.5mmAq", "100.5mmAq" 중 하나가 될 수 있다.
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86. 다음 중 무기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 유리면
  2. 양면
  3. 규조토
  4. 코르크
(정답률: 68%)
  • 코르크는 식물성 보온재로, 나무 껍질에서 추출된 것입니다. 따라서 무기질 보온재가 아닙니다. 반면, 유리면은 유리로 만들어진 무기질 보온재이며, 양면은 알루미늄으로 만들어진 무기질 보온재입니다. 규조토는 점토로 만들어진 무기질 보온재입니다.
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87. 관의 종류와 이음방법 연결이 잘못된 것은?

  1. 강관 - 나사이음
  2. 동관 - 압축이음
  3. 주철관 - 칼라이음
  4. 스테인리스강관 - 몰코이음
(정답률: 64%)
  • 주철관은 보통 나사이음 방법을 사용하지만, 이 문제에서는 칼라이음 방법으로 연결되어 있어서 이음방법이 잘못되었다.
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88. 물의 정화방법에서 침전방법에 따라 일어나는 반응 중에 황산반토를 물에 혼합하면 생성되는 응집성이 풍부한 플록(flock)형상의 물질로 맞는 것은?

  1. 3Ca(HCO3)2
  2. CO2
  3. Al(OH)3
  4. CaSO4
(정답률: 49%)
  • 황산반토는 알루미늄 수산화물을 생성시키는데, 이때 생성된 알루미늄 수산화물은 응집성이 높은 플록(flock) 형상을 이루기 때문에 물의 정화에 사용된다. 따라서 정답은 "Al(OH)3"이다.
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89. 우수배관 시공 시 고려할 사항으로 틀린 것은?

  1. 우수배관은 온도에 따른 관의 신축에 대응하기 위해 오프셋 부분을 둔다.
  2. 우수 수직관은 건물 내부에 배관하는 경우와 건물 외벽에 배관하는 경우가 있다.
  3. 우수 수직관은 다른 기구의 배수관과 접속시켜 통기관으로 사용할 수 있다.
  4. 우수 수평관을 다른 배수관과 접속할 때에는 우수 배수관을 통해 하수가스가 발생되지 않도록 U자 트랩을 설치한다.
(정답률: 59%)
  • "우수 수직관은 다른 기구의 배수관과 접속시켜 통기관으로 사용할 수 있다."가 틀린 것이다. 우수 수직관은 다른 기구의 배수관과 접속하여 통기관으로 사용할 수 없다. 이는 하수가스의 역류를 막기 위해 U자 트랩을 설치해야 하기 때문이다.
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90. 그림과 같은 룸쿨러의 (A),(B),(C)에 설치하는 장치는?

  1. (A)응축기 (B)증발기 (C)압축기
  2. (A)증발기 (B)압축기 (C)응축기
  3. (A)압축기 (B)응축기 (C)증발기
  4. (A)증발기 (B)응축기 (C)압축기
(정답률: 65%)
  • (A)는 냉매를 압축하여 높은 압력과 온도로 만들어주고, 그 후 냉매의 열을 빼내어 액체로 만들어주는 역할을 합니다. 따라서 응축기라고 부릅니다.
    (B)는 압축된 냉매를 받아서 그 온도와 압력을 낮춰주는 역할을 합니다. 따라서 증발기라고 부릅니다.
    (C)는 증발기에서 증발한 냉매를 다시 압축하여 냉매의 압력과 온도를 높여주는 역할을 합니다. 따라서 압축기라고 부릅니다.
    따라서 정답은 "(A)응축기 (B)증발기 (C)압축기" 입니다.
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91. 아래의 저압가스 배관의 직경을 구하는 식에서 S가 의미하는 것은?

  1. 관의 내경
  2. 공급 압력차
  3. 배관의 길이
  4. 가스 비중
(정답률: 78%)
  • S는 가스의 비중을 나타냅니다. 가스의 비중이 클수록 배관의 직경이 작아집니다. 따라서 저압가스 배관의 직경을 구하는 식에서 S는 중요한 변수입니다.

    정답이 "가스 비중"인 이유는 가스의 비중이 클수록 배관 내부를 통과하는 가스의 질량이 많아지기 때문입니다. 따라서 같은 압력차와 배관 길이에서는 가스 비중이 큰 가스를 운반하는 배관은 직경이 작아져야 합니다.
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92. 냉매배관 시공 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관 길이는 되도록 짧게 한다.
  2. 온도변화에 의한 신축을 고려한다.
  3. 곡률 반지름은 가능한 한 작게 한다.
  4. 수평배관은 냉매흐름방향으로 하향구배로 한다.
(정답률: 81%)
  • "곡률 반지름은 가능한 한 작게 한다."가 틀린 것은 아니다. 이는 냉매의 흐름을 원활하게 유지하기 위해 곡률 반지름을 작게 하는 것이 중요하다는 것을 의미한다. 작은 곡률 반지름은 냉매의 흐름 저항을 줄이고, 냉매의 손실을 최소화하여 냉매 시스템의 효율성을 높이는 데 도움이 된다.
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93. 도시가스 제조소 및 공급소 밖의 배관설치 기준으로 틀린 것은?

  1. 배관은 환기가 잘되거나 기계환기설비를 설치한 장소에 설치할 것
  2. 배관의 이음매(용접이음매는 제외)와 전기계량기 및 전기개폐기와의 거리는 60cm이상의 거리를 유지할 것
  3. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이를 1.2m이상 유지한다.
  4. 입상관의 밸브는 바닥으로부터 1.0m이상 2.5m이내에 설치할 것
(정답률: 49%)
  • "배관은 환기가 잘되거나 기계환기설비를 설치한 장소에 설치할 것"은 틀린 것이다. 올바른 기준은 "배관은 환기가 잘되지 않는 지하실이나 지하공간에 설치하지 않을 것"이다.

    입상관의 밸브는 바닥으로부터 1.0m이상 2.5m이내에 설치하는 이유는, 가스공급을 중단하기 위한 긴급조치를 취할 때 밸브를 쉽게 조작할 수 있도록 하기 위해서이다. 또한, 밸브가 바닥으로부터 너무 높거나 낮으면 조작이 어렵고 위험할 수 있기 때문에 적절한 높이에 설치하는 것이 중요하다.
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94. 공기조화설비 배관 시 지켜야 할 사항으로 틀린것은?

  1. 배관이 보, 천장, 바닥을 관통하는 개소에는 슬리브를 삽입하여 배관한다.
  2. 수평주관은 공기 체류부가 생기지 않도록 배관한다.
  3. 재관은 모두 관의 신축을 고려하여 시공한다.
  4. 주관의 굽힘부는 벤드(곡관) 대신 엘보를 사용한다.
(정답률: 76%)
  • "주관의 굽힘부는 벤드(곡관) 대신 엘보를 사용한다."가 틀린 것은 아닙니다. 이는 주관의 유동성을 유지하기 위해 벤드 대신 엘보를 사용하는 것이 좋다는 것을 의미합니다. 벤드는 유동성을 해치기 때문에 엘보를 사용하는 것이 좋습니다.
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95. 스트레이너의 형상에 따른 종류가 아닌 것은?

  1. Y형
  2. S형
  3. U형
  4. V형
(정답률: 68%)
  • "S형"은 스트레이너의 형상에 따른 종류가 아닙니다. "Y형", "U형", "V형"은 모두 스트레이너의 형상에 따른 종류입니다.
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96. 온수난방 배관시공 시 기울기에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 배관의 기울기는 일반적으로 1/250 이상으로 한다.
  2. 단관 중력 순환식의 온수 주관은 하향기울기를 준다.
  3. 복관 중력 순환식의 상향 공급식에서는 공급관, 복귀관 모두 하향기울기를 준다.
  4. 강제 순환식은 상향기울기나 하향기울기 어느 쪽이든 자유로이 할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • "복관 중력 순환식의 상향 공급식에서는 공급관, 복귀관 모두 하향기울기를 준다."가 틀린 설명입니다. 복관 중력 순환식의 상향 공급식에서는 공급관은 상승기울기를, 복귀관은 하향기울기를 줍니다. 이는 온수가 상승하면서 공급관을 통해 상단으로 이동하고, 사용 후 하단으로 내려가는 복귀관을 통해 하단으로 이동하기 때문입니다.
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97. 경질 염화비닐관의 설명으로 틀린 것은?

  1. 열팽창률이 크다.
  2. 관내 마찰손실이 적다.
  3. 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다.
  4. 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다.
(정답률: 64%)
  • 경질 염화비닐관은 열팽창률이 크고, 관내 마찰손실이 적으며, 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다는 특징이 있습니다. 하지만 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다는 설명은 틀린 것입니다. 경질 염화비닐관은 일반적으로 내식성이 높은 편이며, 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다는 설명은 오히려 부적절한 설명입니다.
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98. 배수설비에서 통기관을 사용하는 가장 중요한 목적은?

  1. 유해가스 제거를 위하여
  2. 트랩의 봉수를 보호하기 위하여
  3. 급수의 역류를 방지하기 위하여
  4. 공기의 흐름을 방지하기 위하여
(정답률: 74%)
  • 통기관은 배수설비에서 유해가스를 제거하고, 급수의 역류를 방지하며, 공기의 흐름을 방지하기 위해 사용됩니다. 그러나 가장 중요한 목적은 트랩의 봉수를 보호하기 위한 것입니다. 통기관을 통해 배출되는 공기는 트랩의 봉수를 뚫고 나가지 않도록 하여 배수관 내부의 압력을 유지시키고, 배수설비의 원활한 동작을 보장합니다.
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99. 열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한하기 위해 사용되는 관 지지장치는 무엇인가?

  1. 행거(hanger)
  2. 서포트(support)
  3. 브레이스(brace)
  4. 레스트레인트(restraint)
(정답률: 65%)
  • 열팽창에 의해 이동하는 배관을 제한하기 위해 사용되는 것은 레스트레인트(restraint)입니다. 이는 배관의 이동을 제한하고 안정성을 유지하기 위해 사용됩니다. 행거(hanger)는 배관을 지지하는 역할을 하고, 서포트(support)는 배관을 지지하고 안정성을 유지하는 역할을 합니다. 브레이스(brace)는 배관의 흔들림을 제한하고 안정성을 유지하는 역할을 합니다.
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100. 배관에서 금속의 산화부식 방지법 중 칼로라이징(calorizing)법이라?

  1. 크롬(Cr)을 분말상태로 배관외부에 가열하여 침투시키는 방법
  2. 규소(Si)를 분말상태로 배관외부에 가열하여 침투시키는 방법
  3. 알루미늄(Al)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
  4. 구리(Cu)를 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
(정답률: 71%)
  • 칼로라이징(calorizing)법은 금속의 산화부식을 방지하기 위해 금속 분말을 배관 외부에 침투시키는 방법 중 하나입니다. 이 중 알루미늄(Al)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법은 알루미늄이 산화되면서 알루미늄 산화물이 생성되는데, 이 산화물이 금속 표면을 보호하여 산화부식을 방지하기 때문입니다.
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