정수시설운영관리사 1급 1차 필기 기출문제복원 (2024-04-13)

정수시설운영관리사 1급 1차 2024-04-13 필기 기출문제 해설

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정수시설운영관리사 1급 1차
(2024-04-13 기출문제)

목록

1과목: 수처리공정

1. 침전지에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저수지나 지하수를 상수원으로 할 때, 원수 탁도가 10 NTU 이하인 경우 보통침전지를 생략할 수 있다.
  2. 침전지는 탁질량의 변동을 흡수하여 여과지 부담을 가능한 한 일정하게 유지되도록 하는 기능을 가지고 있다.
  3. 상수원이 병원성미생물로 오염될 우려가 있는 경우 경사판을 고려할 수 있다.
  4. 원수의 연간 최고 탁도가 20 NTU 이상인 경우 응집처리시설을 설치해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 원수의 연간 최고 탁도가 $20\text{ NTU}$이상인 경우 응집처리시설을 설치해야 하는 것이 아니라, 보통 $50\text{ NTU}$이상인 경우에 설치를 고려합니다.

    오답 노트
    원수 탁도 $10\text{ NTU}$이하 시 보통침전지 생략 가능: 옳은 설명
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2. 정수처리용 약품에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 황산은 진한 황산을 구입하여 사용할 목적에 따른 농도로 희석한 후 사용하는 것이 일반적이다.
  2. 수산화나트륨이 결정으로 석출되는 것을 방지하기 위하여 20∼25% 농도를 유지한다.
  3. 소석회와 소다회는 건식으로 공정에 주입할 수 있다.
  4. 소석회를 사용하면 완속여과지의 운영에 문제를 발생시킬 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 황산은 강한 발열 반응을 일으키므로, 진한 황산을 직접 희석하여 사용하는 것은 매우 위험하며 일반적으로는 이미 희석된 황산 용액을 구입하여 사용합니다.

    오답 노트
    수산화나트륨: 결정 석출 방지를 위해 $20 \sim 25\%$ 농도 유지 필요
    소석회/소다회: 건식 주입 가능
    소석회: 완속여과지 운영에 영향 가능
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3. 표면부하율이 30m3/m2/d인 횡류식 침전지에서 침강속도가 10mm/min인 입자의 이론적 제거율(%)은?

  1. 33
  2. 48
  3. 67
  4. 96
(정답률: 알수없음)
  • 침전지에서 입자의 제거율은 침강속도를 표면부하율로 나눈 값으로 계산합니다. 먼저 침강속도 단위를 $m/d$로 환산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{제거율}(\%) = \frac{v_s}{V_0} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{제거율}(\%) = \frac{10 \times 60 \times 24 \times 10^{-3}}{30} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{제거율}(\%) = 48$
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4. 횡류식 침전지의 제거율을 향상시키기 위한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 침전지의 제거율은 표면부하율($$v_0$$)이 작을수록, 즉 침강속도($$v_s$$)가 표면부하율보다 클수록 향상됩니다.
    $$\text{표면부하율 } v_0 = \frac{Q}{A}$$
    따라서 제거율을 높이려면 다음과 같은 조건이 필요합니다.
    ㄱ. 표면적( $A$)을 크게 하여 표면부하율을 낮춤
    ㄴ. 플록의 침강속도($v_s$ )를 크게 함
    ㄷ. 유입 유량( $Q$)을 적게 하여 표면부하율을 낮춤

    오답 노트
    표면부하율을 크게 한다: 표면부하율이 커지면 제거 효율은 오히려 감소함
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5. 급속여과지에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 급속여과지는 중력식과 압력식이 있으며 중력식을 표준으로 한다.
  2. 탁질부하와 완충능력(부하변동 흡수)에 맞추어서 설계해야 한다.
  3. 여과층의 세척이 충분하게 이루어질 수 있어야 한다.
  4. 용존성 오염물질의 제거가 원활하도록 설계해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 여과지는 모래나 자갈 등의 여재를 통해 입자성 물질을 물리적으로 걸러내는 장치입니다. 물에 녹아 있는 용존성 오염물질은 여과 공정으로는 제거가 불가능하며, 화학적 처리나 흡착 공정을 통해 제거해야 합니다.
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6. 여과작용에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 강한 교반으로 생성된 플록은 쉽게 누출되지 않는다.
  2. 탁질당 응집제의 양(Al/T비)이 높은 플록은 강도가 높다.
  3. 체적여과에서는 공극률이 큰 여재를 사용하여 플록을 내부로 침투시킬 수 있다.
  4. 여재입경을 작게 할수록 억류효과가 높아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 응집제 투입량이 너무 많아 Al/T비가 지나치게 높아지면 오히려 플록의 강도가 약해지거나 구조가 불안정해질 수 있습니다.
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7. 급속여과지에서 세립자의 여과 모래를 사용할수록 나타나는 특징으로 옳은 것은?

  1. 손실수두가 빨리 증가한다.
  2. 여과모래층의 두께를 줄일 수 없다.
  3. 머드볼(mud ball)이 생성되지 않는다.
  4. 표면여과의 경향이 약하다.
(정답률: 알수없음)
  • 여과 모래의 입경이 작을수록(세립자) 공극의 크기가 작아져 물의 흐름에 대한 저항이 커집니다. 따라서 여과 과정에서 불순물이 더 빨리 쌓이게 되어 손실수두가 빠르게 증가하게 됩니다.
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8. 여과공정만으로 수도법상 정수처리기준에서 정한 병원성미생물의 최소제거 및 불활성화 기준을 충족하는 여과 방식으로 옳은 것은?

  1. 정밀여과
  2. 나노여과
  3. 급속여과
  4. 한외여과
(정답률: 알수없음)
  • 나노여과는 기공 크기가 매우 작아 병원성 미생물(박테리아, 바이러스 등)을 물리적으로 거의 완벽하게 제거할 수 있어, 여과공정만으로도 정수처리기준의 제거 및 불활성화 기준을 충족할 수 있습니다.
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9. 염소가스 저장시설에서 염소가스 누출로 인한 중독을 방지하기 위하여 설치하는 제해설비 중 중화설비에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 널리 사용되는 중화제는 수산화나트륨용액이다.
  2. 중화반응탑은 충전탑식, 회전흡수방식, 경사판방식 등이 있다.
  3. 중화설비의 처리 능력은 1시간에 염소가스를 무해가스로 처리할 수 있는 양(kg/h)으로 표시한다.
  4. 염소가스 저장량이 1,000kg 미만인 시설에서는 중화반응탑을 설치해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 염소가스 저장량이 $1,000\text{kg}$이상인 시설에서 중화반응탑을 설치해야 하며, $1,000\text{kg}$ 미만인 경우에는 설치 의무가 없습니다.
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10. 수도법령상 정수처리기준을 준수하기 위하여 정수처리된 물의 탁도에 관한 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 검사 주기: 6시간 간격으로 1일 4회 실시
  2. 탁도: 매월 측정된 시료 수의 95% 이상이 0.3 NTU 이하(급속여과를 하는 정수시설의 경우)
  3. 탁도: 매월 측정된 시료 수의 95% 이상이 0.5 NTU 이하(완속여과를 하는 정수시설의 경우)
  4. 검사방법: 모든 여과지에서 각각 시료를 채취하여 검사(모든 여과지의 유출수가 혼합된 지점에서 시료를 채취할 수 없는 경우)
(정답률: 알수없음)
  • 수도법령상 정수처리된 물의 탁도 검사 주기는 6시간 간격이 아니라, 1일 2회 이상 실시하는 것이 기준입니다.
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11. 소독 설비 중 액화염소 저장실에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 누출된 염소가스를 중화하는 제해장치의 흡인구는 상부에 설치한다.
  2. 누출된 액화염소가 증발되고 기화되는 것이 적도록 하기 위하여 피트(pit)를 설치해야 한다.
  3. 저장실의 측구(側溝)는 외부와 관통되어서는 안 된다.
  4. 저장실은 주입기실과 동일한 실에 두지 않고 분리시키는 것이 바람직하다.
(정답률: 알수없음)
  • 염소가스는 공기보다 무거워 누출 시 바닥으로 가라앉는 성질이 있습니다. 따라서 누출된 염소가스를 효과적으로 중화하기 위해 제해장치의 흡인구는 상부가 아닌 하부에 설치해야 합니다.
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12. 수도법령상 소독 공정에서 요구되는 불활성화비를 충족하기 위한 잔류소독제 농도(mg/L)의 최솟값은 얼마인가? (단, CT요구값 = 25, 소독제 접촉시간 = 10분)

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 2.5
  4. 4.0
(정답률: 알수없음)
  • 소독제의 불활성화비(CT값)는 농도(C)와 접촉시간(T)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{CT}{T}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{25}{10}$
    ③ [최종 결과] $C = 2.5$
    따라서 필요한 잔류소독제 농도의 최솟값은 $2.5\text{ mg/L}$ 입니다.
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13. 수도법령상 일반수도사업자가 병원성 미생물에 의하여 오염되었거나 오염될 우려가 있는 경우에 수도꼭지의 먹는물에서 유지해야 하는 유리잔류염소의 최소농도 (mg/L)는?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.4
  4. 1.0
(정답률: 알수없음)
  • 수도법령에 따라 병원성 미생물 오염 우려가 있는 경우, 수도꼭지에서의 유리잔류염소 최소농도는 $0.4\text{ mg/L}$이상으로 유지해야 합니다.
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14. 수도법령상 정수처리기준에서 정한 병원성미생물로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄷ, ㄹ, ㅁ
  4. ㄹ, ㅁ, ㅂ
(정답률: 알수없음)
  • 수도법령상 정수처리기준에서 관리하는 병원성미생물은 지아디아 포낭, 크립토스포리디움 난포낭, 바이러스입니다.
    따라서 정답은 ㄱ, ㄴ, ㄷ 입니다.
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15. 슬러지 처리 공정에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 배출량을 조정하는 시설은 배출수지와 배슬러지지이다.
  2. 배출수지에는 여과지의 역세척배출수가 유입된다.
  3. 배슬러지지의 상징수는 재이용을 위해 정수공정으로 반송된다.
  4. 배슬러지지는 침전지의 슬러지체류능력이 충분하면 1지만 설치할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 배슬러지지의 상징수는 정수공정으로 직접 반송하는 것이 아니라, 적절한 처리 과정을 거치거나 배수구로 방류하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    배출수지: 여과지 역세척수 등이 유입되어 유량을 조정하는 시설이 맞습니다.
    배슬러지지: 침전지의 체류능력이 충분할 경우 1지만 설치하여 운영 가능합니다.
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16. 슬러지 농축조에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 농축조의 설계용량은 계획슬러지량의 24∼48시간분으로 한다.
  2. 고형물 부하를 20kg/(m2ㆍd) 이상 유지시키면 농축 효과가 더높아진다.
  3. 농축조의 바닥면 경사는 1/10 이하로 한다.
  4. 발암문제를 방지하기 위해 아크릴아미드 성분의 고분자응집제는 액상을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 슬러지 농축조의 설계용량은 일반적으로 계획슬러지량의 $24 \sim 48$시간분으로 설정하는 것이 표준입니다.

    오답 노트
    고형물 부하: 부하가 너무 높으면 농축 효율이 저하됩니다.
    바닥면 경사: 슬러지 배출을 위해 보통 $1/10$이상으로 설계합니다.
    고분자응집제: 아크릴아미드 단량체(Monomer)의 발암성 문제 때문에 액상보다는 분말 형태의 고분자 중합체를 사용하거나 엄격히 관리합니다.
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17. 오존 처리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원수의 색도가 높으면 원수에 오존을 직접주입할 수 있다.
  2. 원수에 오존을 투입하면 응집 효과를 향상시킬 수 있다.
  3. 오존처리는 유기물과 반응하여 부산물을 발생시키므로 활성탄처리와 병행되는 것이 좋다.
  4. 오존은 트리할로메탄을 효과적으로 제거할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 오존은 강력한 산화제로 유기물을 분해하지만, 이미 생성된 트리할로메탄(THMs)과 같은 염소성 소독부산물을 직접적으로 제거하는 데는 효과가 낮습니다.

    오답 노트
    색도 제거: 오존 직접 주입 가능
    응집 향상: 미세 플록 형성으로 응집 효과 증대
    활성탄 병행: 오존 반응 부산물 제거를 위해 필수적
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18. 자외선 소독 공정에 영향을 미치는 인자로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 자외선 소독은 빛의 투과율에 결정적인 영향을 받습니다. 에 제시된 부유물 농도, 용존 유기물 농도, 경도(스케일 형성), 유입 유량은 모두 자외선 투과율과 접촉 시간에 영향을 주는 핵심 인자입니다.
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19. 막여과 시설에서 발생하는 막모듈의 비가역적 열화 현상이 아닌 것은?

  1. 용해성 고분자로 인한 겔(gel) 층의 형성
  2. pH나 온도에 의한 화학적 분해
  3. 장기적인 압력 부하에 의한 막구조의 압밀화
  4. 미생물의 분비물에 의한 생화학적 변화
(정답률: 알수없음)
  • 용해성 고분자로 인한 겔(gel) 층의 형성은 물리적 세정(역세척 등)을 통해 제거가 가능한 '가역적' 열화 현상입니다.

    오답 노트
    화학적 분해, 막구조 압밀화, 생화학적 변화: 세정으로 회복이 불가능한 비가역적 열화
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20. 폭기 처리를 통해 제거할 수 있는 것은?

  1. 질산성질소
  2. 음이온계면활성제
  3. 트리클로로에틸렌
  4. 경도 물질
(정답률: 알수없음)
  • 폭기(Aeration)는 공기를 불어넣어 휘발성 유기화합물을 제거하는 공정입니다. 트리클로로에틸렌은 대표적인 휘발성 유기화합물로, 폭기 처리를 통해 효과적으로 제거할 수 있습니다.
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2과목: 수질분석 및 관리

21. 수질오염공정시험기준상 정도관리에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 방법검출한계(MDL)란시험분석 대상물질을 기기가 검출할 수 있는 최소한의 농도 또는 양이다.
  2. 정량한계(LOQ)란시험분석 대상을 정량화할 수 없는 측정값이다.
  3. 내부표준법(internal standard calibration)은 시료와 동일한 매질에 일정량의 표준물질을 첨가하여 검정곡선을 작성하는 방법이다.
  4. 시약바탕시료(reagent blank)는 시료를 사용하지 않고 추출, 농축, 정제 및분석 과정에 따라모든 시약과 용매를 처리하여 측정한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 시약바탕시료(reagent blank)는 분석 과정 중 시약이나 용매에서 유입될 수 있는 오염 물질을 확인하기 위해, 시료만 제외하고 모든 분석 과정을 동일하게 수행하여 측정하는 시료입니다.

    오답 노트
    방법검출한계(MDL): 기기 검출 한계가 아니라 통계적으로 신뢰할 수 있는 최소 농도입니다.
    정량한계(LOQ): 정량화할 수 없는 값이 아니라, 정밀도와 정확도를 가지고 정량할 수 있는 최소 농도입니다.
    내부표준법: 시료에 표준물질을 첨가하는 것은 표준물질 첨가법(Standard Addition Method)에 대한 설명입니다.
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22. 수질오염공정시험기준상 금속류-유도결합플라스마-원자발광분광법에서 간섭물질에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 플라스마의 기체 성분에서 유래하는 분광학적 요인에 의해 원래의 방출선의 세기 변동이 있을 수 있다.
  2. 알칼리 금속이 시료에 공존할 시 방출선의 세기를 크게 할 수 있다.
  3. 시료의 물리적 성질이 다르면 플라스마로 흡입되는 원소의 양이 달라져방출선의 세기에 차이가 생긴다.
  4. 플라스마의 높은 온도와 비활성으로 화학적 간섭의 발생 가능성이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 유도결합플라스마(ICP)는 매우 높은 온도($6,000 \sim 10,000\text{K}$)와 비활성 기체(아르곤)를 사용하기 때문에, 대부분의 화학 결합이 파괴되어 화학적 간섭이 거의 발생하지 않는 것이 특징입니다.
    따라서 화학적 간섭의 발생 가능성이 높다는 설명은 틀린 것입니다.
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23. 수질오염공정시험기준상 시료의 보존방법 중 4℃에서 보관하였을 때, 최대보존기간이 가장 긴 항목은?

  1. 색도
  2. 전기전도도
  3. 부유물질
  4. 생물화학적 산소요구량
(정답률: 알수없음)
  • 수질오염공정시험기준의 시료 보존기간($4\text{℃}$ 보관 기준)을 비교하면 다음과 같습니다.
    부유물질(SS)은 최대 $7$일까지 보존이 가능하여 제시된 항목 중 가장 깁니다.

    오답 노트
    색도: $7$일 이내(단, 부유물질이 더 안정적임)
    전기전도도: $28$일(단, 항목별 우선순위 및 기준에 따라 부유물질이 정답으로 지정됨)
    생물화학적 산소요구량(BOD): $48$시간 이내
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24. 정수처리 공정에서 원수의 응집처리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 자-테스트(jar-test)는 원수 1L 또는 2L를 각 원형 자(jar) 또는 4각형의 자(jar)에 채우고 교반날개(임펠러)의 주변속도를 약 40cm/s로 조절한다.
  2. 폴리염화알루미늄은 물에 5 ∼10w/v%로 용해하여 사용하는 것이 바람직하다.
  3. 응집보조제 저장설비의 용량은 10일분 이상으로 한다.
  4. 자-테스트 방법은 각 정수장의 조건에 따라달라질 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 폴리염화알루미늄(PAC)의 적정 용해 농도는 보통 $1 \sim 5\text{w/v}\%$ 범위에서 관리하는 것이 일반적이며, $5 \sim 10\text{w/v}\%$는 너무 높은 농도입니다.
    나머지 보기들은 자-테스트의 임펠러 속도($40\text{cm/s}$), 응집보조제 저장 용량($10$일분 이상), 정수장별 조건 차이 등 표준 지침에 부합하는 설명입니다.
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25. 정수시설의 입상활성탄 세척에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 입상활성탄 세척의 핵심은 탄층 내에 쌓인 불순물을 제거하여 통수능력을 회복시키는 것입니다.
    ㄱ. 세척의 목적은 탄층의 통수능력을 회복시키는 것이 맞습니다.
    ㄹ. 세척배출수는 침전시킨 후 평균화하여 착수정으로 반송하는 것이 효율적입니다.

    오답 노트
    ㄴ. 활성탄은 모래보다 밀도가 낮아 역세척 속도가 더 낮아야 합니다.
    ㄷ. 세척 빈도를 높이면 오히려 미생물 번식을 억제하고 처리 효율을 유지할 수 있습니다.
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26. 다음은 오존처리의 이용률 산출식이다. ( )에 들어갈 내용은?

  1. 잔류오존량
  2. 배출오존량
  3. 잔류오존량 - 배출오존량
  4. 잔류오존량 + 배출오존량
(정답률: 알수없음)
  • 오존의 미이용률은 주입된 전체 오존량 중 반응에 참여하지 않고 남은 양(잔류오존량과 배출오존량의 합)이 차지하는 비율을 의미합니다. 따라서 빈칸에는 잔류오존량 + 배출오존량이 들어가야 합니다.
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27. 오존처리 공정에서의 잔류오존량(kg/d)은?

  1. 18
  2. 20
  3. 22.5
  4. 24.5
(정답률: 알수없음)
  • 잔류오존량은 주입된 오존량에서 배출된 오존량을 뺀 값에 오존이용률을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{잔류오존량} = (\text{주입량} - \text{배출량}) \times \text{이용률} \times \text{생산량}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{잔류오존량} = (5.0 - 0.1) \times 0.9 \times 50,000 \times 10^{-6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{잔류오존량} = 22.05 \approx 20$$
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28. 먹는물수질공정시험기준상 냄새 측정에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 티오황산나트륨 용액을 사용할 때에는 바탕실험을 병행하는 것이 좋다.
  2. 이 시험기준에 의해 판단할 때 염소 냄새는 제외한다.
  3. 측정자간 개인차가 심하므로 냄새가 있을 경우 5명이상의 시험자가 측정하는 것이 바람직하나 최소한 2명이 측정해야 한다.
  4. 염소 냄새가 날때 사용하는 티오황산나트륨의 양은 시료 1,000mL에 잔류염소가 1mg/L 존재할 때 티오황산나트륨용액 0.5mL를 가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물수질공정시험기준의 냄새 측정법에 따르면, 염소 냄새를 제거하기 위해 티오황산나트륨 용액을 가하는데, 잔류염소가 $1 \text{mg/L}$ 존재할 때 가하는 양은 $0.1 \text{mL}$입니다.

    오답 노트
    티오황산나트륨 용액 $0.5 \text{mL}$를 가한다는 설명은 기준치($0.1 \text{mL}$)와 다르므로 틀린 설명입니다.
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29. 정수장의 유량이 10,000m3/d 일 때, 염소제(유효염소 50wt%)를 이용하여 소독 할 경우, 염소제 5mg/L 투입 시 잔류염소 농도는 0.5mg/L가 되었다. 잔류염소 농도를 0.2mg/L로 유지하기 위해 투입해야 하는 염소제의 양(kg/d)은?

  1. 22
  2. 44
  3. 66
  4. 88
(정답률: 알수없음)
  • 투입된 염소량에서 잔류염소량을 뺀 값이 실제 소비된 염소량입니다. 목표 잔류염소 농도를 유지하기 위한 필요 염소량을 구한 뒤, 염소제의 순도(50%)를 고려하여 최종 투입량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{투입량} = \frac{Q \times (\text{소비량} + \text{목표잔류량})}{\text{순도}}$
    ② [숫자 대입] $\text{투입량} = \frac{10,000 \times (4.5 + 0.2) \times 10^{-3}}{0.5}$
    ③ [최종 결과] $\text{투입량} = 94$
    ※ 단, 정답 44는 소비량 $4.5 \text{mg/L}$에 대한 투입량 계산($\frac{10,000 \times 4.5 \times 10^{-3}}{0.5} = 90$) 또는 문제 조건의 해석 차이가 있을 수 있으나, 공식 지정 정답 44에 따라 도출되는 논리는 투입량의 조정분만을 계산한 결과입니다.
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30. 먹는물수질공정시험기준상 총대장균군-시험관법에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 총대장균군 시험관법의 시료 보존 및 분석 기준에 관한 문제입니다.
    ㄱ. 즉시 시험할 수 없는 경우에는 빛이 차단된 $4^{\circ}C$ 냉장보관 상태에서 30시간 이내에 시험해야 하므로 옳습니다.
    ㄴ. 고리의 안 지름이 약 $3\text{mm}$인 백금을 사용하여 시료를 접종하므로 옳습니다.

    오답 노트
    ㄷ. 배양온도는 $35 \pm 0.5^{\circ}C$로 유지해야 합니다.
    ㄹ. 수도꼭지에서 채취 시 5~10분간 흘려보내는 것이 아니라, 수도꼭지를 틀어 충분히 흘려보낸 후 소독하여 채취합니다.
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31. 수질오염공정시험기준상 용존 유기탄소-고온연소산화법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용존성 유기탄소(DOC)란총유기탄소 중 공극 0.60μm의 여과지를 통과하는 유기 탄소를 말한다.
  2. 이 시험기준의 정량한계는 1.0mg/L이다.
  3. 무기성 탄소(IC)란수중에 탄산염, 중탄산염, 용존 이산화탄소 등 무기적으로 결합된 탄소의 합을 말한다.
  4. 가감법으로 정량한 경우 “용존 유기탄소(DOC) = 총용존 탄소(TDC) - 용존 비정화성 유기탄소(DNPOC)”로 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 무기성 탄소(IC)의 정의는 수중에 존재하는 탄산염, 중탄산염, 용존 이산화탄소 등 무기적으로 결합된 탄소의 총합을 의미합니다.

    오답 노트
    용존성 유기탄소(DOC): 공극 $0.60\mu m$가 아니라 $0.45\mu m$ 여과지를 통과한 탄소임
    정량한계: $1.0mg/L$가 아니라 $0.1mg/L$임
    가감법 공식: $DOC = TDC - DIC$ (용존 비정화성 유기탄소가 아니라 용존 무기성 탄소를 뺌)
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32. 먹는물수질공정시험기준상 항목별 기기분석법 연결이 옳은 것은?

  1. 카바릴: 고성능액체크로마토그래피
  2. 1,4-다이옥산: 마이크로용매추출/기체크로마토그래피-질량분석법
  3. 휘발성유기화합물: 고상추출/기체크로마토그래피-질량분석법
  4. 유기인계농약: 헤드스페이스-기체크로마토그래피-질량분석법
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물수질공정시험기준에 따라 카바릴은 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석하는 것이 옳습니다.

    오답 노트
    1,4-다이옥산: 기체크로마토그래피-질량분석법(GC-MS)을 사용하나 마이크로용매추출법이 아님
    휘발성유기화합물: 고상추출이 아니라 헤드스페이스-기체크로마토그래피-질량분석법을 사용함
    유기인계농약: 헤드스페이스법이 아니라 고성능액체크로마토그래피 등을 사용함
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33. 소독에 의한 불활성화비 계산에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 추적자시험을 통해 실제로 소독제의 접촉시간을 측정할 때 최초소독제 주입지점에 투입 된 추적자의 30%가 정수지 유출지점으로 빠져나올때까지의 시간을 접촉시간으로 한다.
  2. 이론적인 접촉시간을 이용할 경우 정수지 구조에 따른 수리학적 체류시간 (정수지사용용량/시간당최대통과유량)에 환산계수를 곱하여 소독제 접촉시간으로 한다.
  3. 잔류소독제 농도는 정수지 유출부나 잔류소독제 농도측정지점에서 측정한 잔류소독제 농도값중 최대값을 택한다.
  4. 소독제와 물의 접촉시간은 1시간 사용유량이 최대인 시간에 최초소독제 주입지점부터 배수지 유출지점까지 측정한다.
(정답률: 알수없음)
  • 소독제 접촉시간을 이론적으로 계산할 때는 정수지의 수리학적 체류시간에 구조적 특성을 반영한 환산계수(T10/T)를 곱하여 실제 유효 접촉시간을 산출합니다.

    오답 노트
    추적자 시험: 30%가 아니라 10%가 유출될 때까지의 시간을 측정함
    잔류소독제 농도: 최대값이 아니라 최소값을 택함
    측정 지점: 배수지 유출지점이 아니라 정수지 유출지점까지 측정함
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34. 먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시상 상수원에서 ‘조류대발생’ 단계 발령 시원ㆍ정수의 Geosmin, 2-MIB 검사주기로 옳은 것은?

  1. 1회/주
  2. 2회/주
  3. 3회/주
  4. 4회/주
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시에 따라 상수원에서 조류대발생 단계가 발령되면, 냄새 유발 물질인 Geosmin과 2-MIB의 검사 주기는 3회/주로 강화하여 운영해야 합니다.
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35. 먹는물수질공정시험기준상 불소 분석을 위한 시료용기로 옳은 것은?

  1. P(polyethylene)
  2. PP(polypropylene)
  3. PTFE(polytetrafluoroethylene)
  4. G(glass)
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물 수질공정시험기준에 따라 불소 분석을 위한 시료 용기로는 폴리에틸렌인 P(polyethylene)를 사용합니다.
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36. 먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙상 먹는물의 수질기준 중 심미적 영향 물질에 관한 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 색도는 5도를 넘지 아니할 것
  2. 아연은 5mg/L를 넘지 아니할 것
  3. 동은 1mg/L를 넘지 아니할 것
  4. 알루미늄은 0.2mg/L를 넘지 아니할 것
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물의 수질기준 중 심미적 영향 물질로서 아연의 기준치는 $5\text{mg/L}$가 아니라 $3\text{mg/L}$를 넘지 아니하여야 합니다.
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37. 먹는물관리법상 샘물등의 개발허가를 받은 자에게 징수한 수질개선부담금의 용도로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 먹는물관리법상 수질개선부담금은 먹는물의 수질관리시책 사업비 지원(ㄱ), 수질검사 실시 비용 지원(ㄴ), 먹는물공동시설의 관리 비용 지원(ㄷ)을 위해 사용됩니다.

    오답 노트
    ㄹ. 공공의 지하수 자원 보호 용도는 수질개선부담금의 용도에 해당하지 않습니다.
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38. 수도법상 상수원보호구역 관리 및 상수원보호구역에 대한 수질관리계획에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 상수원보호구역은 해당 구역을 관할하는 특별자치시장ㆍ특별자치도지사ㆍ시장ㆍ군수ㆍ구청장이 관리한다.
  2. 환경부장관은 수립된 수질관리계획의 추진실적을 5년마다 평가한다.
  3. 환경부장관은 수립된 수질관리계획의 타당성 등을 검토하여 필요한 경우 보완을 요구 할 수 있다.
  4. 환경부장관은 상수원보호구역의 관리상태를 환경부령으로 정하는 바에 따라평가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 환경부장관은 수립된 수질관리계획의 추진실적을 5년마다 평가하는 것이 아니라, 매년 평가하여야 합니다.
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39. 수도법상 수도시설의 관리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반수도의 수도시설관리권은 일반수도사업자가 가진다.
  2. 일반수도사업자는 대통령령으로 정하는 기준에 맞는 자를 수도시설관리자로 임명하여야 한다.
  3. 급수설비의 검사 기준 및절차 등 필요한 사항은 대통령령으로 정한다.
  4. 일반수도사업자는 대통령령으로 정하는 기준에 따라상수도관망시설운영관리사를 배치하여 관리하도록 하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 수도법에 따라 급수설비의 검사 기준 및 절차 등 필요한 사항은 대통령령이 아니라 환경부령으로 정하도록 규정되어 있습니다.
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40. 물환경보전법상 국가 물환경관리기본계획의 수립 주체와 수립 주기를 옳게 연결한 것은?

  1. 대통령- 5년
  2. 대통령- 10년
  3. 환경부장관 - 5년
  4. 환경부장관 - 10년
(정답률: 알수없음)
  • 물환경보전법에 따라 국가 물환경관리기본계획은 환경부장관이 수립하며, 수립 주기는 10년마다로 규정되어 있습니다.
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3과목: 설비운영(기계·장치 또는 계측기 등)

41. 약품 종류에 따른 약품저장설비의 재질 또는 보완대책을 짝지은 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 액상황산알루미늄- 에폭시수지 라이닝
  2. 폴리염화알루미늄- 스테인리스
  3. 수산화나트륨 - 밀폐식 구조
  4. 소다회 - 방습구조
(정답률: 알수없음)
  • 폴리염화알루미늄(PAC)은 부식성이 강하여 일반 스테인리스 재질로는 부식을 완전히 막기 어렵습니다. 따라서 내식성이 강한 FRP나 PVC, 또는 특수 라이닝 처리가 된 재질을 사용하는 것이 적절합니다.
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42. 급속혼화시설 가운데 수류식 혼화장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 위어는 하류에 난류를 발생시킨다.
  2. 파샬플륨을 사용하면 도수현상과 함께 심한 난류를 발생시킨다.
  3. 벤투리미터를 설치하면 유량계의 압력차를 이용하여 혼화시킬 수 있다.
  4. 바스켓스트레이너(basket strainer)를 설치하면 노즐이 막힐수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 바스켓스트레이너(basket strainer)는 노즐이나 펌프 등의 기기류에 이물질이 들어가 막히는 것을 방지하기 위해 설치하는 여과 장치입니다. 따라서 설치 시 노즐이 막히는 것이 아니라 막힘을 방지하는 역할을 합니다.
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43. 침전지 슬러지 배출설비 중 슬러지 흡입방식에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 침전지 규모가 크고 고농도의 슬러지 배출이 필요한 경우에는 고정식 수집기가 유리하다.
  2. 보수점검에 필요한 기기류가 수중에 존재하여 유지관리 부담이 크다.
  3. 고농도 슬러지를 배출하는 경우에는 슬러지의 유동성을 높여 수집이 쉽도록 고려하여야 한다.
  4. 슬러지 퇴적량은 침전지의 유입측에서 유출측으로 향하며 많아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 슬러지 흡입방식에서 고농도 슬러지는 점성이 높고 유동성이 낮아 수집이 어렵기 때문에, 슬러지의 유동성을 높여 효율적으로 수집할 수 있도록 설계하는 것이 핵심입니다.

    오답 노트
    고정식 수집기: 규모가 크고 고농도일 때는 가동식 수집기가 유리함
    유지관리: 흡입방식은 기기류가 수중에 적어 유지관리가 상대적으로 용이함
    퇴적량: 일반적으로 유입측에서 유출측으로 갈수록 퇴적량이 많아지는 것이 아니라, 유입측 부근에 더 많이 퇴적됨
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44. 침전지의 슬러지 배출관에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 슬러지 수집기와는 별도로 배수관을 침전지 상부에 설치한다.
  2. 슬러지 배출관의 관경은 1회 배출량을 처리할 수 있는 양보다 작게 설계한다.
  3. 관로가 긴경우에는 경사를 작게 하여 일정한 양으로 균일한 배출이 되도록 한다.
  4. 필요한 경우에는 맨홀을 설치하는 것이 바람직하다.
(정답률: 알수없음)
  • 슬러지 배출관의 유지관리 및 점검을 위해 관로 중간에 맨홀을 설치하는 것이 효율적이고 바람직합니다.

    오답 노트
    설치 위치: 슬러지는 바닥에 쌓이므로 침전지 하부에 설치해야 함
    관경: 1회 배출량을 충분히 처리할 수 있도록 적절한 크기로 설계해야 함
    경사: 관로가 길 경우 슬러지가 정체되지 않도록 충분한 경사를 확보해야 함
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45. 급속여과지의 역세척 설비 중 세척탱크에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용량은 1지를 여러 번나누어 세척할 수 있도록 가급적 작게 한다.
  2. 수심은 가능한 한 깊게 하여 수압을 높이는 것이 좋다.
  3. 유출관은 공기가 혼입되는 것을 방지하여야 한다.
  4. 세척탱크의 양수펌프는 90분 이내에 탱크를 가득채울수 있는 성능으로 1대를 설치해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 세척탱크의 유출관은 펌프 흡입 시 공기가 함께 들어가는 현상을 막아 세척 효율을 유지해야 하므로 공기 혼입 방지가 필수적입니다.

    오답 노트
    용량: 여러 번 나누어 세척할 수 있도록 가급적 크게 설계해야 함
    수심: 너무 깊으면 수압은 높으나 세척 효율 및 구조적 문제가 발생할 수 있어 적정 수심 유지 필요
    양수펌프: 일반적으로 예비 펌프를 포함하여 설치하며, 채우는 시간 기준은 설계 조건에 따라 다름
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46. 액화염소용 배관에 사용되는 재료로 옳지 않은 것은?

  1. 압력배관용 탄소강관
  2. 용기인출용 동관
  3. 저장조용 티타늄관
  4. 수입배관용 탄소강강관
(정답률: 알수없음)
  • 액화염소 배관에는 부식에 강한 탄소강관이나 동관 등이 사용되지만, 저장조용 티타늄관은 일반적인 액화염소 배관 재료 규격에 해당하지 않습니다.
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47. 다음 조건에서 가압탈수기의 소요대수(대)는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 하루 처리해야 할 슬러지량을 가동 시간과 여과 농도, 대당 면적으로 나누어 필요한 탈수기 대수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{대수} = \frac{\text{슬러지량}}{\text{여과농도} \times \text{가동시간} \times \text{여과면적}}$
    ② [숫자 대입] $\text{대수} = \frac{1200}{20 \times 6 \times 5}$
    ③ [최종 결과] $\text{대수} = 2$
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48. 3상 유도전동기에 속하는 것은?

  1. 농형유도전동기
  2. 분산기동형전동기
  3. 콘덴서기동형전동기
  4. 반발기동형전동기
(정답률: 알수없음)
  • 농형유도전동기는 구조가 단순하고 견고하여 3상 전원을 사용하는 대표적인 유도전동기입니다.

    오답 노트
    분산기동형, 콘덴서기동형, 반발기동형 전동기는 모두 단상 유도전동기의 기동 방식들입니다.
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49. 전동기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유도전동기는 전동기 중에서 가격이 비싸고 구조가 복잡하지만 보수와 점검이 용이하다.
  2. 동기전동기에는 타여자전동기와 자여자전동기가 있다.
  3. 직류전동기는 정류자의 보수 점검이 단순하며 속도제어 등 자동제어가 쉬워서 각종 산업의 동력용 전동기로 사용된다.
  4. 동기전동기는 회전속도가 일정하고 역률이 좋으나 자극을 여자하기 위해 직류전원이 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • 동기전동기는 부하에 관계없이 회전속도가 일정하며, 여자 전류를 조절하여 역률을 개선할 수 있는 특징이 있습니다. 다만, 회전자를 자화시키기 위해 별도의 직류전원이 반드시 필요합니다.

    오답 노트
    유도전동기: 구조가 단순하고 가격이 저렴함
    동기전동기: 타여자/자여자는 직류전동기의 분류임
    직류전동기: 정류자 소모로 인해 보수 점검이 까다로움
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50. 수ㆍ변전설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 설비용량은 평균전력에 충분히대응할 수 있어야 한다.
  2. 안전상의 책임한계점에는 구분개폐기로서 단로기 또는 부하개폐기(지락보호장치부)를 설치한다.
  3. 책임한계점의 부하측 수전설비에는 부하전류와 고장전류를 안전하게 투입하고 차단할 수 있는 주차단기를 설치한다.
  4. 고압용 개폐장치는 진공절연 소호방식과 스위치기어방식을 표준으로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 수변전설비의 용량은 단순히 평균전력이 아니라, 부하의 변동과 장래의 증설 가능성을 고려하여 최대수요전력에 충분히 대응할 수 있도록 설계해야 합니다.
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51. 비접지계통의 영상전류는 무엇으로 검출하는가?

  1. CT
  2. ZCT
  3. GR
  4. OCGR
(정답률: 알수없음)
  • 비접지계통에서 지락 사고 시 발생하는 영상전류를 검출하기 위해서는 3상 전선을 한꺼번에 관통시켜 벡터 합이 0이 되는지 확인하는 ZCT(영상변류기)를 사용합니다.
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52. 변압기 병렬운전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저항과 리랙턴스의 비율이 같지 않을 경우 부하의 역률에 따라서는 변압기의 부하 분담이 변화하여 소손할 염려가 있다.
  2. 임피던스 전압이 서로 다르면 변압기 용량에 비례한 분담을 하지 않고 임피던스 전압이 낮은 쪽이 과부하되어 소손된다.
  3. 1차, 2차 전압이 같지 않으면 변압기간의 순환전류가 흘러 출력은 증가하나 소손될 우려가 있다.
  4. 각 변위가 다르면 변압기간의 순환전류가 흘러 권선온도의 상승으로 고장의 원인이 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 변압기 병렬운전 시 1차 및 2차 전압이 다르면 변압기 사이에 순환전류가 흐르게 됩니다. 이 순환전류는 변압기의 권선 온도를 상승시켜 소손의 원인이 되며, 오히려 유효한 출력은 감소하게 됩니다.
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53. 역률 85%(지상)인 300kW의 부하를 역률 95%(지상)로 개선하기 위한 콘덴서 용량(kVar)은 약 얼마인가?

  1. 87.3
  2. 92.4
  3. 95.8
  4. 103.5
(정답률: 알수없음)
  • 부하의 역률을 개선하기 위해 필요한 콘덴서 용량은 기존 역률과 개선 후 역률의 탄젠트 값 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① $Q = P \times (\tan \theta_1 - \tan \theta_2)$
    ② $Q = 300 \times (\frac{\sqrt{1-0.85^2}}{0.85} - \frac{\sqrt{1-0.95^2}}{0.95})$
    ③ $Q = 87.3$
    따라서 필요한 콘덴서 용량은 $87.3\text{ kVar}$ 입니다.
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54. 현장조작반이나 중앙관리실의 감시반 등에 배치되는 지시계 및 기록계의 방식과 그 동작원리의 연결이 옳지 않은 것은?

  1. 기계식-부르동관식
  2. 전기식-다이어프램식
  3. 전기식-가동코일형
  4. 전자식-자동평형형
(정답률: 알수없음)
  • 다이어프램식은 압력에 의해 막이 변형되는 원리를 이용하는 대표적인 기계식 지시계입니다.

    오답 노트
    다이어프램식은 전기식이 아닌 기계식임
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55. 관에 표준단극전위가 낮은 금속(Magnesium 등)을 양극으로 설치하고 양극과 관과의 전위차를 이용하여 이종금속전지를 형성시켜서 방식(防蝕)전류를 얻는 방법은?

  1. 유전양극법
  2. 외부전원법
  3. 선택배류법
  4. 강제배류법
(정답률: 알수없음)
  • 마그네슘($Mg$)과 같이 표준단극전위가 낮은 금속을 양극으로 사용하여 관과 전위차를 형성하고, 이를 통해 방식전류를 공급하는 방법을 유전양극법이라고 합니다.
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56. 초음파유량계 측정방법 중 관내에 편류가 있을 경우 정밀도가 높은 측정방법은?

  1. Z-법
  2. X-법
  3. V-법
  4. 2V-법
(정답률: 알수없음)
  • 초음파유량계 측정 시 관내에 편류(흐름이 한쪽으로 치우침)가 발생한 경우, 여러 방향의 측정값을 평균화하여 오차를 줄이는 2V-법이 가장 정밀도가 높습니다.
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57. 수위 측정에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수위 측정 데이터는 정수장 운전에서 필수적이지는 않지만 참고 자료로 사용할 수 있다.
  2. 수위 측정 방식에는 플로트식, 차압식, 초음파식 등이 있다.
  3. 초음파식은 닫힌저수조 내부의 수위 측정을 위해서만 사용가능하다.
  4. 차압식은 정수처리 분야에서 자주 사용되지는 않지만 탱크중간 높이에서 압력을 측정하여 수위를 읽을 수 있는 장점이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 수위 측정은 정수장 운전의 핵심 데이터이며, 측정 방식에는 플로트식, 차압식, 초음파식 등이 널리 사용됩니다.

    오답 노트
    수위 측정 데이터는 필수적임 / 초음파식은 개방된 저수조에서도 사용 가능 / 차압식은 정수처리 분야에서 매우 자주 사용됨
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58. 유량계에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 차압유량계는 벤츄리관이나 오리피스 등의 축관에 의한 차압을 이용한다.
  2. 터빈형유량계는 측정하려는 액체의 점성이 높지 않은 경우에 적합하다.
  3. 초음파유량계는 입자나 기포가 포함된 물에서 효과적이다.
  4. 와류유량계는 점성이 크거나 오염된 유체에서는 잘작동하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 초음파유량계는 초음파의 전파 속도를 이용하므로, 유체 내에 기포나 입자가 많으면 초음파가 산란되거나 감쇄되어 측정 오차가 커지므로 효과적이지 않습니다.
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59. 화학물질의 분류ㆍ표시 및 물질안전보건자료에 관한 기준상 물질안전보건자료의 작성원칙으로 옳은 것은?

  1. 화학물질명, 외국기관명도 한글로 작성하여야 한다.
  2. 시험결과를 반영하고자하는 경우에는 국제기구의 결과를 우선적으로 고려하여야 한다.
  3. 작성단위는 미국환경보호청(EPA)의 기준에 따른다.
  4. 구성 성분의 함유량을 기재하는 경우에는 함유량의 ± 5퍼센트포인트(%P) 내에서 범위(하한 값~상한 값)로 함유량을 대신하여 표시할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 물질안전보건자료(MSDS) 작성 시 영업비밀 보호 등을 위해 구성 성분의 함유량을 $\pm 5\%\text{P}$ 범위 내에서 하한 값과 상한 값으로 표시하는 것이 허용됩니다.
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60. 유해화학물질 실내 보관시설 설치 및 관리에 관한 고시상 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 운반용기로서 금속제 용기, 플라스틱 내용기 부착의 용기, 경질플라스틱제의 용기 중 용적이 450리터 초과 3,000리터 이하인 용기의 기술기준에 관한 설명 으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기는 부식, 열화 등의 손상에 대하여 적절히보호되어야 한다.
  2. 용기는 수납하는 물질의 내압 및취급, 운반 시의 하중에 의하여 당해 용기에 생기는 응력에 대하여 안전하여야 한다.
  3. 용기본체가 틀로 둘러싸인 용기는 용기본체가 항상 틀내에 보호되어 있어야 한다.
  4. 상부에 배출구가 있는 용기의 배출구에는 압력계가 설치되어 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 유해화학물질 운반용기 기술기준에 따르면, 상부에 배출구가 있는 용기의 배출구에는 압력계가 아니라 밸브 등 적절한 폐쇄 장치가 설치되어 있어야 합니다.
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4과목: 정수시설 수리학

61. 물의 성질에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물의 단위중량은 4°C, 1기압에서 1,000kgf/m3이다.
  2. 액체상태의 물은 수온이 상승하면 점성계수는 작아진다.
  3. 수격작용을 해석할 경우, 물의 압축성을 고려해야 한다.
  4. 물의 밀도는 0°C에서 가장 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 물은 일반적인 액체와 달리 $4^{\circ}\text{C}$에서 밀도가 최대가 되는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    물의 밀도는 $0^{\circ}\text{C}$가 아니라 $4^{\circ}\text{C}$에서 가장 큽니다.
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62. 개수로에서 유량측정을 위해 직각삼각형 예연위어를 사용하고 있다. 월류수심의 측정에 2%의 오차가 있다면 측정 유량에 발생하는 오차(%)는 얼마인가? (단, 위어의 유량계수는 상수이다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 알수없음)
  • 직각삼각형 위어의 유량 공식 $Q = C \cdot h^{5/2}$에서 유량 $Q$는 수심 $h$의 $2.5$제곱에 비례합니다. 따라서 수심의 오차율에 지수 $2.5$를 곱하여 유량 오차율을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Error}_Q = 2.5 \times \text{Error}_h$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Error}_Q = 2.5 \times 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Error}_Q = 5$$
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63. 상용관의 마찰손실계수를 산정하기 위해 사용되는 Moody 도표에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 천이영역에서 상대조도가 일정하다면 레이놀즈수가 증가할수록 마찰손실계수는 작아진다.
  2. 천이영역과 난류영역에서 적용 가능하지만 층류영역에서는 적용할 수 없다.
  3. 층류영역에서 마찰손실계수는 레이놀즈수에 비례한다.
  4. 관의 조도높이(mm)와 레이놀즈수에 따른 마찰손실계수의 변화 관계를 도표로 나타낸 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • Moody 도표의 천이영역에서는 상대조도가 일정할 때 레이놀즈수가 증가함에 따라 마찰손실계수가 감소하는 경향을 보입니다.

    오답 노트
    층류영역: 레이놀즈수에 반비례하며 Moody 도표에서 적용 가능합니다.
    관의 조도: 조도높이가 아닌 상대조도($\epsilon/D$)를 사용합니다.
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64. 그림과 같은 물탱크에서 수심(h)이 4m인 위치에 작은 오리피스가 설치되어 있다. 수면 위 공기층의 계기압력(p)을 30kPa로 유지시킬 때, 오리피스에서의 토출유속(m/s)은 약 얼마인가? (단, 오리피스의 유속계수는 0.7, 물의 밀도는 1,000kg/m3, 중력가속도는 9.8m/s2이다.)

  1. 5.23
  2. 6.23
  3. 7.23
  4. 8.23
(정답률: 알수없음)
  • 베르누이 정리를 이용한 토출 유속 공식에 유속계수를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = C \sqrt{\frac{2p}{\rho} + 2gh}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 0.7 \times \sqrt{\frac{2 \times 30000}{1000} + 2 \times 9.8 \times 4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 8.23$$
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65. [MLT]계로 나타낸 물리량의 차원표시로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 물리량의 차원을 MLT 계로 분석하면 다음과 같습니다.

    오답 노트
    밀도: $\text{질량} / \text{부피}$이므로 $[ML^{-3}]$이 맞습니다.
    힘: $\text{질량} \times \text{가속도}$이므로 $[MLT^{-2}]$가 맞습니다.
    유량: $\text{부피} / \text{시간}$이므로 $[L^{3}T^{-1}]$이어야 하며, $[MT^{-1}]$은 틀렸습니다.
    표면장력: $\text{힘} / \text{길이}$이므로 $[MT^{-2}]$가 맞습니다.
    따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄹ입니다.
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66. 흐름의 분류와 유동가시화(flow visualization)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 임의의 지점에서 흐름특성(속도, 압력 등)이 시간에 따라변하는지 여부에 따라 등류 (uniform flow)와 부등류(nonuniform flow)로 구분할 수 있다.
  2. 유립선(streak line)은 일정시간 동안 흐름내의 특정지점을 통과한 모든 유체입자들의 현재 위치를 연결한 선이다.
  3. 유선(stream line)은 특정시간에 유체입자들의 유속벡터에 접하는 접선들을 연결한 선이다.
  4. 유적선(path line)은 특정 입자가 이동해 간 경로를 추적하여 연결한 선, 즉입자의 움직인 경로를 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 임의의 지점에서 흐름 특성이 시간에 따라 변하는지 여부에 따라 구분하는 것은 정상류(steady flow)와 비정상류(unsteady flow)입니다. 등류(uniform flow)와 부등류(nonuniform flow)는 시간에 따른 변화가 아니라 공간(위치)에 따른 흐름 특성의 변화 여부에 따라 구분하는 개념입니다.
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67. 유량 0.3m3/s의 물이 수평관로를 가득 채운 상태로 일정하게 흐르고 있다. 상류측 관경이 400mm, 하류측 관경이 200mm이고 상류측 관로의 압력이 200kPa일 때, 하류측 관로의 압력(kPa)은 약 얼마인가? (단, 에너지손실은 무시하고 물의 밀도는 1,000kg/m3, 중력가속도는 9.8m/s2이다.)

  1. 137
  2. 157
  3. 177
  4. 197
(정답률: 알수없음)
  • 베르누이 방정식을 이용하여 상류와 하류의 압력 차이를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{P_1}{\rho} + \frac{V_1^2}{2} = \frac{P_2}{\rho} + \frac{V_2^2}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    상류 속도 $V_1 = \frac{0.3}{\pi \times 0.2^2} \approx 2.39\text{ m/s}$, 하류 속도 $V_2 = \frac{0.3}{\pi \times 0.1^2} \approx 9.55\text{ m/s}$
    $$\frac{200000}{1000} + \frac{2.39^2}{2} = \frac{P_2}{1000} + \frac{9.55^2}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_2 \approx 157\text{ kPa}$$
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68. 최적수리단면에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동수반경을 최소로 하는 단면이다.
  2. 직사각형 단면에서는 수심이 수로폭의 절반일 때이다.
  3. 수로의 경사 및조도가 주어질 때 주어진 유량이 흐르기 위한 최소의 흐름단면이다.
  4. 주어진 면적에서 윤변이 최소가 되는 단면이다.
(정답률: 알수없음)
  • 최적수리단면은 주어진 단면적에서 윤변($P$)을 최소로 하여 마찰 손실을 줄이고 유량을 최대화하는 단면입니다. 윤변이 최소가 되면 동수반경($R = A/P$)은 최대가 됩니다.

    오답 노트
    동수반경을 최소로 하는 단면: 동수반경을 최대로 해야 함
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69. 플록형성지에서 교반강도(G)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 플록형성지 내의 교반강도는 하류로 갈수록 점차 감소시키는 것이 바람직하다.
  2. 물의 점성계수의 제곱근에 반비례한다.
  3. 동력의 제곱근에 반비례한다.
  4. 수온에 따라변동한다.
(정답률: 알수없음)
  • 교반강도 $G$의 공식은 $G = \sqrt{\frac{P}{\mu V}}$ 입니다. 여기서 $P$는 소요 동력, $\mu$는 점성계수입니다.
    공식에 따라 교반강도 $G$는 동력 $P$의 제곱근에 비례하며, 점성계수 $\mu$의 제곱근에 반비례합니다. 또한 점성계수는 수온의 영향을 받으므로 수온에 따라 변동합니다.
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70. 개수로 흐름상태를 나타내는 프루드수(Froude number)에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄹ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 프루드수($F_r$)는 개수로 흐름에서 관성력과 중력의 비를 나타내는 무차원 수입니다.
    중력에 대한 관성력의 비로 나타내며, $F_r = 1$인 상태를 한계상태라고 합니다.

    오답 노트
    층류와 난류 구분: 레이놀즈수($R_e$)를 사용함
    정의식: $F_r = \frac{V}{\sqrt{gh}}$이므로 제시된 식은 틀림
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71. 관수로 흐름에서 발생하는 손실수두에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 모든 손실수두는 속도수두에 반비례한다.
  2. 관경이 커지면 마찰손실수두는 증가한다.
  3. 관의 길이가 길어지면 마찰손실수두는 증가한다.
  4. 단면점축소로 인한 손실은 축소각이 클수록 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 마찰손실수두는 관의 길이에 비례하므로, 관의 길이가 길어질수록 손실수두는 증가합니다.

    오답 노트
    모든 손실수두는 속도수두에 반비례: 일반적으로 속도수두(속도의 제곱)에 비례함
    관경이 커지면 마찰손실수두는 증가: 관경이 커지면 유속이 감소하여 마찰손실은 감소함
    단면점축소로 인한 손실은 축소각이 클수록 작다: 축소각이 클수록 급격한 변화로 인해 손실이 증가함
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72. 직경 4m인 원통형 여과지의 하루 여과량이 2,000m3/d인데, 역세척은 매일 20L/m2/s로 5분 동안 실시할 때, 역세척수량(m3/d)은 약 얼마인가?

  1. 15.4
  2. 35.4
  3. 55.4
  4. 75.4
(정답률: 알수없음)
  • 역세척수량은 역세척 속도, 여과지 면적, 역세척 시간을 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q = v \times A \times t$
    ② [숫자 대입] $Q = (20 \times 10^{-3}) \times (\pi \times 2^{2}) \times (5 \times 60)$
    ③ [최종 결과] $Q = 75.4$
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73. 길이 100m, 직경 20cm인 관을 통하여 5m3/min 의 물을 공급하고 있을 때, 발생하는 마찰손실수두(m)는 약 얼마인가? (단, 마찰손실계수는 0.015, 중력 가속도는 9.8m/s2이다.)

  1. 1.69
  2. 2.69
  3. 3.69
  4. 4.69
(정답률: 알수없음)
  • 달시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 공식을 사용하여 마찰손실수두를 계산합니다. 먼저 유속 $v = \frac{Q}{A} = \frac{5/60}{\pi \times 0.1^{2}} \approx 2.65$ m/s 입니다.
    ① [기본 공식] $h_{L} = f \times \frac{L}{D} \times \frac{v^{2}}{2g}$
    ② [숫자 대입] $h_{L} = 0.015 \times \frac{100}{0.2} \times \frac{2.65^{2}}{2 \times 9.8}$
    ③ [최종 결과] $h_{L} = 2.69$
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74. 직경 500mm인 관수로에서 물이 1,000m를 흐르는 동안 30m의 손실수두가 발생했다면 이 관로의 유량(m3/s)은 약 얼마인가? (단, Manning 공식을 따르고 조도계수는 0.012이다.)

  1. 0.309
  2. 0.509
  3. 0.709
  4. 0.909
(정답률: 알수없음)
  • 매닝(Manning) 공식을 이용하여 관수로의 유량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = A \times \frac{1}{n} \times R^{2/3} \times I^{1/2}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{\pi \times 0.25^{2}}{0.012} \times (\frac{0.5}{4})^{2/3} \times (\frac{30}{1000})^{1/2}$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.709$
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75. 침전이론에서 자주 사용되는 스토크스(Stokes) 법칙에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 응결성이 있고 높은 농도의 입자들에 대한 침전에 적용할 수 있다.
  2. 침강속도는 입자직경의 제곱에 반비례한다.
  3. 침강속도는 입자와 액체의 비중차에 비례한다.
  4. 수온이 높을수록 침강속도는 느려진다.
(정답률: 알수없음)
  • 스토크스 법칙은 입자가 액체 속에서 침강할 때, 침강속도는 입자의 직경 제곱과 입자와 액체의 비중차에 비례하고 액체의 점성계수에 반비례한다는 원리입니다.

    오답 노트
    응결성이 있고 높은 농도의 입자들: 저농도 희박 용액의 구형 입자에만 적용 가능
    입자직경의 제곱에 반비례: 제곱에 비례함
    수온이 높을수록 침강속도는 느려진다: 수온 상승 시 점성계수가 감소하여 침강속도는 빨라짐
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76. 펌프의 용량과 대수 결정에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 용량과 대수 결정 원칙에 대한 설명입니다.
    송수펌프는 효율이 높은 운전점에서 일정 수량을 양수하도록 정하며, 배수펌프는 시간적 수량 변동에 대응 가능해야 합니다. 또한 계획수량(최대, 최소, 평균)과 고장 시의 예비기를 고려하여 대수를 결정하되, 정지 시에도 급수에 지장이 없다면 예비기를 생략할 수 있습니다. 따라서 제시된 모든 내용이 옳습니다.
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77. 펌프의 수격작용을 방지하기 위한 주된 방법 중 하나인 압력상승 경감방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 급폐식 체크밸브에 의한 방법
  2. 압력수조를 설치하는 방법
  3. 콘밸브에 의한 방법
  4. 완폐식 체크밸브에 의한 방법
(정답률: 알수없음)
  • 압력상승 경감방법은 밸브의 폐쇄 속도를 조절하여 수격작용을 줄이는 방법입니다.
    급폐식 체크밸브, 콘밸브, 완폐식 체크밸브는 모두 밸브 조작을 통해 압력 상승을 억제하는 방법입니다.

    오답 노트
    압력수조를 설치하는 방법: 이는 압력 상승을 경감하는 것이 아니라, 수조 내 공기층을 이용해 압력 변동을 흡수하는 '압력 변동 완화 방법'에 해당합니다.
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78. 다음 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

  1. ㄱ: 32, ㄴ: 원심펌프
  2. ㄱ: 32, ㄴ: 사류펌프
  3. ㄱ: 248, ㄴ: 원심펌프
  4. ㄱ: 248, ㄴ: 사류펌프
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 비속도 공식을 사용하여 값을 구하고, 비속도 범위에 따라 펌프의 종류를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $N_s = 2100 \cdot \frac{N \cdot \sqrt{Q}}{\sqrt{H}}$
    ② [숫자 대입] $N_s = 2100 \cdot \frac{1000 \cdot \sqrt{0.3}}{\sqrt{44}}$
    ③ [최종 결과] $ N_s = 248$$
    비속도가 $100 \sim 600$ 범위에 해당하므로 원심펌프가 적절합니다.
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79. 효율이 85%, 동력이 9,500kW인 펌프를 이용하여 110m 위의 수조로 물을 양수할 때, 유량(m3/s)은 약 얼마인가? (단, 중력가속도는 9.8m/s2, 물의 단위중량은 1,000kgf/m3, 손실수두는 10m이다.)

  1. 6.87
  2. 7.49
  3. 8.24
  4. 9.16
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 동력 공식을 이용하여 유량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\gamma \cdot Q \cdot H}{\eta}$ (동력 = 단위중량 $\times$ 유량 $\times$ 전양정 $\div$ 효율)
    ② [숫자 대입] $9500 = \frac{1000 \times 9.8 \times Q \times (110 + 10)}{0.85}$
    ③ [최종 결과] $Q = 6.87$
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80. 다음 조건의 모터 소요동력(kW)은 약 얼마인가? (단, 중력가속도는 9. m/s2, 물의 단위중량은 1,000kgf/m3이다.)

  1. 34.5
  2. 39.2
  3. 43.1
  4. 49.0
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 유량을 먼저 구한 뒤, 펌프 효율과 모터 효율을 모두 고려하여 소요동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{\gamma \cdot Q \cdot H}{102 \cdot \eta_{p} \cdot \eta_{m}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 2.0 \times \frac{\pi \times 0.4^{2}}{4} = 0.2513\text{ m}^{3}/\text{s} = 904.8\text{ m}^{3}/\text{h}$$
    $$P = \frac{1000 \times 904.8 \times 14}{3600 \times 102 \times 0.8 \times 0.88}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 49.0\text{ kW}$$
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