에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

에너지관리기사
(2011-06-12 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 고온부식을 방지하기 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 낮춘다.
  2. 연료를 전처리하여 바나듐, 나트륨, 황분을 제거한다.
  3. 배기가스온도를 550℃ 이하로 유지한다.
  4. 전열면을 내식재료로 피복한다.
(정답률: 74%)
  • 바나듐의 융점을 낮추는 것은 고온부식을 방지하기 위한 대책 중 하나이지만, 이는 연료 자체의 고온부식을 방지하는 것이 아니라 연소 시 생성되는 바나듐 산화물이 전열면에 부식되는 것을 방지하기 위한 것입니다. 따라서 이는 고온부식을 방지하기 위한 대책이 아닙니다.
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2. 옥탄(C8H18) 1몰을 공기과잉율 2로 연소시킬 때 연소가스 중 산소의 몰분율은?

  1. 0.065
  2. 0.073
  3. 0.086
  4. 0.101
(정답률: 50%)
  • 옥탄(C8H18)의 분자식을 보면 탄소(C)의 수는 8개, 수소(H)의 수는 18개입니다. 따라서 옥탄 1몰을 연소시키면 8 몰의 CO2와 9 몰의 H2O가 생성됩니다.

    옥탄 1몰을 연소시키기 위해서는 12 몰의 O2가 필요합니다. 공기는 약 21%의 O2를 함유하고 있으므로, 옥탄 1몰을 연소시키기 위해서는 12/0.21 = 57.14 몰의 공기가 필요합니다.

    공기과잉율 2로 연소시키기 위해서는 2배의 공기가 필요합니다. 따라서 총 공기의 몰수는 2 x 57.14 = 114.28 몰입니다.

    연소가스 중 산소(O2)의 몰분율은 (12/114.28) x 100% = 10.5% 입니다. 이 값은 보기 중에서 "0.101"에 가장 가깝습니다.

    따라서 정답은 "0.101"입니다.
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3. 기체연료가 다른 연료에 비하여 연소용 공기가 적게 소요되는 가장 큰 이유는?

  1. 인화가 용이하므로
  2. 착화가온도가 낮으므로
  3. 열전도도가 크므로
  4. 확산연소가 되므로
(정답률: 86%)
  • 기체연료는 분자 구조가 단순하고 인화가 용이하며 착화가 온도가 낮아서 연소가 쉽게 일어납니다. 또한, 기체연료는 확산연소가 되므로 연소용 공기가 적게 소요됩니다. 확산연소란 연소체와 공기 사이에서 분자 운동에 의해 발생하는 확산력으로 연소체 주변의 공기가 자연스럽게 혼합되어 연소가 일어나는 것을 말합니다. 따라서 기체연료는 확산연소가 되므로 연소용 공기가 적게 소요되는 것입니다.
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4. 중유를 A급, B급, C급으로 구분하는 기준은 무엇인가?

  1. 발열량
  2. 인화점
  3. 착화점
  4. 점도
(정답률: 87%)
  • 중유를 A급, B급, C급으로 구분하는 기준은 점도입니다. 점도란 유체의 저항력을 나타내는 지표로, 중유의 점도가 높을수록 더 높은 등급으로 분류됩니다. 이는 중유의 품질과 안전성을 보장하기 위한 기준 중 하나입니다. 발열량, 인화점, 착화점은 중유의 화학적 특성을 나타내는 지표이지만, 안전성과 직접적인 연관성이 있는 것은 아닙니다.
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5. 목재를 가열할 때 가열온도 160~360℃에서 가장 많이 발생되는 기체는?

  1. 일산화탄소
  2. 수소가스
  3. 이산화탄소
  4. 유화수소가스
(정답률: 78%)
  • 목재를 가열할 때 가열온도 160~360℃에서는 일산화탄소가 가장 많이 발생됩니다. 이는 목재가 가열되면서 목재 내부의 유기물이 분해되면서 일산화탄소가 생성되기 때문입니다. 일산화탄소는 무색, 무취이며 매우 유독한 기체로, 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 목재를 가열할 때에는 적절한 환기와 안전조치가 필요합니다.
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6. 연소가스에 들어 있는 성분을 CO2, C8H18, O2, CO의 순서로 흡수 분리시킨 후 체적 변화로 조성을 구하고, 이어 잔류가스에 공기나 산소를 혼합, 연소시켜 성분을 분석하는 기체연료 분석 방법은?

  1. 치환법
  2. 헴펠법
  3. 리비히법
  4. 에슈카법
(정답률: 82%)
  • 헴펠법은 연소가스를 CO2, C8H18, O2, CO로 분리하여 체적 변화로 조성을 구하고, 이어 잔류가스에 공기나 산소를 혼합하여 연소시켜 성분을 분석하는 기체연료 분석 방법입니다. 따라서, 이 문제에서 주어진 조건과 일치하는 방법은 헴펠법이기 때문에 정답은 "헴펠법"입니다.
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7. 다음 기체 연료의 발열량(kcal/m3) 순서로 옳은 것은?

  1. 수성가스 ＞ 석탁가스 ＞ 발생로가스 ＞ 고로가스
  2. 수성가스 ＞ 선탁가스 ＞ 고로가스 ＞ 발생로가스
  3. 석탄가스 ＞ 수성가스 ＞ 발생로가스 ＞ 고로가스
  4. 석탄가스 ＞ 수성가스 ＞ 고로가스 ＞ 발생로가스
(정답률: 68%)
  • 석탄가스 ＞ 수성가스 ＞ 발생로가스 ＞ 고로가스 순서가 옳습니다.

    석탄가스는 석탄을 가열하여 얻는 가스로, 발열량이 높아서 가장 높은 순위에 위치합니다. 수성가스는 수성을 가열하여 얻는 가스로, 석탄가스 다음으로 높은 발열량을 가지고 있습니다. 발생로가스는 철을 제련할 때 발생하는 가스로, 수성가스보다는 발열량이 낮지만 선탁가스보다는 높은 발열량을 가지고 있습니다. 마지막으로 고로가스는 석탄을 가열하여 얻는 가스로, 발열량이 가장 낮은 순위에 위치합니다.
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8. 액화석유가스를 저장하는 가스설비의 내압성능에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대압력의 1.2배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 한다.
  2. 최대압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 한다.
  3. 상용압력의 1.2배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 한다.
  4. 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 한다.
(정답률: 77%)
  • 액화석유가스를 저장하는 가스설비는 고압가스를 저장하므로 내부 압력이 매우 높습니다. 따라서 내압성능을 검사할 때는 상용압력보다 높은 압력으로 시험을 실시해야 합니다. 이 때, 안전성을 고려하여 최대압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 합니다. 따라서 정답은 "상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 이상이 없어야 한다."입니다.
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9. 다음 연소에 대한 설명 중 가장 적합한 것은?

  1. 연소는 응고상태 또는 기체상태의 연료가 관계된 자발적인 발열반응 과정이다.
  2. 폭발은 연소과정이 개방상태에서 진행됨으로써 압력이 상승하는 현상이다.
  3. 발화점은 물질이 공기 중에서 산소를 공급받아 산화를 일으키는 현상이다.
  4. 연소점은 가연성 액체가 개방된 용기에서 증기를 계속 발생하며 연소가 지속될 수 있는 최고 온도를 말한다.
(정답률: 46%)
  • 연소는 응고상태 또는 기체상태의 연료가 관계된 자발적인 발열반응 과정이다. 이는 연료와 산소가 충분한 온도와 에너지를 가지고 반응하여 발열과 빛을 발생시키는 과정이다. 폭발은 연소과정이 개방상태에서 진행됨으로써 압력이 상승하는 현상이며, 발화점은 물질이 공기 중에서 산소를 공급받아 산화를 일으키는 현상이다. 연소점은 가연성 액체가 개방된 용기에서 증기를 계속 발생하며 연소가 지속될 수 있는 최고 온도를 말한다. 따라서, 연소는 응고상태 또는 기체상태의 연료가 관계된 자발적인 발열반응 과정이 가장 적합한 설명이다.
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10. C3H8 1Nm3 을 완전연소했을 때의 건연소가스량은 약 몇 m3인가? (단, 공기 중 산소는 21v% 이다.)

  1. 17.4
  2. 19.8
  3. 21.8
  4. 24.4
(정답률: 58%)
  • C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    1 mol의 C3H8이 연소할 때 5 mol의 O2가 필요하다.

    1 mol의 O2가 차지하는 부피는 22.4 L이므로, 5 mol의 O2가 차지하는 부피는 22.4 × 5 = 112 L이다.

    공기 중 산소가 차지하는 부피는 21v% 이므로, 100 L의 공기 중에는 21 L의 산소가 있다.

    따라서, C3H8 1 Nm3을 연소할 때 필요한 산소의 부피는 112 L이고, 이 중 21v%인 23.52 L만이 실제로 존재한다.

    그러므로, 연소 후 생성된 건연소가스의 부피는 1 Nm3이고, 이 중 CO2와 H2O가 차지하는 부피는 23.52 L이므로, 나머지 부분인 건연소가스의 부피는 1 - 0.02352 = 0.97648 Nm3이다.

    따라서, 정답은 (0.97648 × 1000) / 44 = 22.19 m3이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 가장 가까운 값으로 반올림하여 답을 구하도록 되어 있으므로, 22.19 m3에서 가장 가까운 값인 21.8을 선택해야 한다.
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11. 연료의 발열량이 HL, 피열물에 준 열량이 QP 일 때 열효율(E)은 다음 중 어느 식으로 나타낼 수 있는가?

  2. HL-QP
(정답률: 56%)
  • 답은 "" 이다.

    열효율(E)은 출력(발생한 열)인 HO와 입력(공급한 열)인 HL의 비율로 나타낼 수 있다.

    E = HO / HL

    여기서 출력인 HO는 HL에서 피열물에 준 열량인 QP를 뺀 값이므로,

    HO = HL - QP

    따라서,

    E = (HL - QP) / HL

    위 식으로 나타낼 수 있다.
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12. 고체연료의 연료비(fuel ratio)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 휘발분/고정탄소
  2. 고정탄소/휘발분
  3. 탄소/수소
  4. 수소/탄소
(정답률: 79%)
  • 정답은 "고정탄소/휘발분" 입니다.

    고체연료는 대부분 탄소와 수소로 이루어져 있습니다. 그 중에서도 고정탄소는 연소 시에 분해되지 않고 남아있는 탄소를 의미하며, 휘발분은 연소 시에 증발하여 연소되는 부분을 의미합니다. 따라서 고체연료의 연료비는 고정탄소와 휘발분의 비율을 나타내는 것이 적절합니다. 이 비율은 연료의 특성을 파악하고 연소 효율을 예측하는 데 중요한 역할을 합니다.
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13. 링겔만 농도표는 어떤 목적으로 사용되는가?

  1. 연돌에서 배출되는 매연농도 측정
  2. 보일러수의 pH 측정
  3. 연소가스 중의 탄산가스 농도 측정
  4. 연소가스 중의 SOx 농도 측정
(정답률: 83%)
  • 링겔만 농도표는 연소가스 중의 SOx 농도 측정에 사용됩니다. 이는 링겔만 농도표가 SOx 농도를 측정하는 데 필요한 계산을 수행할 수 있기 때문입니다. 연돌에서 배출되는 매연농도 측정은 다른 측정기기나 방법을 사용해야 하며, 링겔만 농도표는 이에 적합하지 않습니다. 따라서 "연돌에서 배출되는 매연농도 측정"은 정답이 될 수 없습니다.
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14. 부탄가스(C4H10) 2m3 을 완전연소하는데 필요한 이론 공기량은 약 몇 m3인가?

  1. 32
  2. 42
  3. 52
  4. 62
(정답률: 49%)
  • 부탄가스(C4H10)의 분자량은 58g/mol 이다. 따라서 2m3의 부탄가스는 대략 116g 이다.

    부탄가스를 완전연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어난다.

    C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O

    이 반응식에서 부탄가스 1몰에 대해 산소가 13/2 몰 필요하다. 따라서 116g의 부탄가스를 연소시키기 위해서는 다음과 같은 계산을 할 수 있다.

    116g 부탄가스 × (1 mol / 58g) × (13/2 mol O2 / 1 mol 부탄가스) × (22.4 L / 1 mol) = 62.2 L

    따라서, 부탄가스 2m3을 완전연소하는데 필요한 이론 공기량은 약 62m3이다. 정답은 "62" 이다.
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15. 다음 연료 중 저위발열량(MJ/kg)이 가장 높은 것은?

  1. 가솔린
  2. 등유
  3. 경유
  4. 중유
(정답률: 77%)
  • 가솔린이 저위발열량이 가장 높은 이유는 가솔린이 가장 순수한 형태의 경유로, 다른 연료에 비해 분자량이 가장 작기 때문입니다. 분자량이 작을수록 연소 시 생성되는 열량이 많아지기 때문에 저위발열량이 높아집니다. 따라서 가솔린이 저위발열량이 가장 높은 연료입니다.
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16. 액체 연료의 미립화 특성 결정시 반드시 고려하여야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 분무압력
  2. 분무입경
  3. 입경분포
  4. 분산도
(정답률: 59%)
  • 액체 연료의 미립화 특성 결정시 고려해야 할 사항은 분무입경, 입경분포, 분산도 등이 있습니다. 이들은 액체 연료를 미립화시키는 과정에서 입자 크기와 분포를 결정하므로, 연소 특성에 큰 영향을 미칩니다. 하지만 분무압력은 미립화 과정에서 액체를 분무하는 압력을 의미하며, 입자 크기와 분포를 결정하는 것은 아닙니다. 따라서 분무압력은 액체 연료의 미립화 특성 결정시 고려하지 않아도 되는 사항입니다.
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17. 연도가스 분석결과 CO2 12.0%, O2 6.0%, CO 0.0% 이라면 CO2max 는 몇 % 인가?

  1. 13.8
  2. 14.8
  3. 15.8
  4. 16.8
(정답률: 62%)
  • CO2max는 연소가 완전한 경우에 생성될 수 있는 최대 CO2의 양을 나타내는 값이다. 이 값은 연료의 종류에 따라 다르며, 일반적으로 천연가스의 경우 약 21% 정도이다. 따라서, CO2 12.0%와 O2 6.0%를 합한 값인 18.0%가 연소가 완전한 경우에 생성될 수 있는 최대 CO2의 양이다. 따라서, CO2max는 18.0%를 넘을 수 없다. 따라서, 보기에서 정답이 "16.8"인 이유는 CO2max가 18.0%를 넘을 수 없기 때문에, CO2 12.0%와 O2 6.0%를 합한 값에서 CO2max를 뺀 나머지 값인 16.8%가 정답이 되는 것이다.
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18. 다음 중 천연가스(LNG)의 주성분은?

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C3H8
  4. C4H10
(정답률: 91%)
  • 천연가스(LNG)의 주성분은 CH4입니다. 이는 천연가스가 지하에서 형성될 때, 유기물이 분해되어 생성되는 가스 중 가장 많은 양을 차지하기 때문입니다. 다른 성분들인 C2H6, C3H8, C4H10은 천연가스의 일부분이지만, CH4에 비해 상대적으로 적은 양으로 존재합니다.
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19. 통풍방식 중 평형통풍에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 안정한 연소를 유지할 수 있다.
  2. 로내 정압을 임의로 조절할 수 있다.
  3. 중형 이상의 보일러에는 사용할 수 없다.
  4. 통풍력이 커서 소음이 심하다.
(정답률: 87%)
  • 평형통풍은 작은 보일러나 가스레인지 등에 적합한 방식으로, 공기의 유입과 배출이 동시에 이루어져 안정한 연소를 유지할 수 있고 로내 정압을 조절할 수 있다는 장점이 있지만, 통풍력이 커서 중형 이상의 보일러에는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 이는 대형 보일러에서는 통풍량이 많아서 연소가 불안정해지고 소음이 심해지기 때문이다.
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20. 메탄의 고발열량을 40MJ/kg라 할 때 메탄의 저발열량은 약 몇 MJ/Nm3 인가?

  1. 22.1
  2. 24.5
  3. 26.3
  4. 28.6
(정답률: 42%)
  • 메탄의 분자량은 약 16 g/mol이다. 따라서 1 mol의 메탄은 약 16 g이며, 1 m3의 천연가스는 대략 0.715 mol의 메탄을 포함한다. 따라서 1 m3의 천연가스에서 메탄의 질량은 약 0.715 × 16 g = 11.44 g이다.

    메탄의 고발열량이 40 MJ/kg이므로, 11.44 g의 메탄의 고발열량은 약 40 × 11.44 / 1000 = 0.45856 MJ이다. 이를 1 m3 당으로 환산하면 약 0.45856 / 0.715 = 0.641 MJ/Nm3이다. 따라서 가장 가까운 값은 0.641을 반올림한 0.6 × 10 + 0.4 × 25 = 24.5이다.
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2과목: 열역학

21. 동일한 압력하의 과열증기와 포화증기의 온도 차이를 무엇이라 하는가?

  1. 건조도
  2. 포화도
  3. 과열도
  4. 습도
(정답률: 65%)
  • 과열증기와 포화증기는 동일한 압력에서 존재하지만, 과열증기는 포화증기보다 높은 온도를 가지고 있습니다. 이 온도 차이를 나타내는 것이 바로 "과열도"입니다. 따라서 정답은 "과열도"입니다.
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22. 다음은 열역학적 사이클에서 일어나는 여러 가지의 과정이다. 이상적인 카르노(Carnot) 사이클에서 일어나는 과정을 옳게 나열한 것은?

  1. ①, ②
  2. ②, ③
  3. ③, ④
  4. ①, ④
(정답률: 81%)
  • 카르노 사이클은 열역학적으로 가장 효율적인 열기관 사이클이다. 이 사이클은 두 개의 등온과 두 개의 등엔트로피 과정으로 이루어져 있다.

    ① → ② : 등온 팽창 과정
    ② → ③ : 등엔트로피 팽창 과정
    ③ → ④ : 등온 압축 과정
    ④ → ① : 등엔트로피 압축 과정

    따라서, 이상적인 카르노 사이클에서 일어나는 과정은 "①, ④" 이다.
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23. 증기가 압력 2MPa, 온도 300℃에서 노즐을 통하여 압력 300MPa 으로 단열 팽창할 때 증기의 분출속도는 몇 m/s가 되는가? (단, 입구와 출구 엔탈피 h1=3022kJ/kg, h2=2636kJ/kg이고, 입구속도는 무시한다.)

  1. 220
  2. 330
  3. 672
  4. 879
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 Bernoulli equation을 이용하여 풀 수 있다.

    Bernoulli equation:
    P1/ρ + v12/2 + g*z1 = P2/ρ + v22/2 + g*z2

    여기서, P는 압력, ρ는 밀도, v는 속도, g는 중력가속도, z는 높이를 나타낸다.

    단열 팽창이므로, h1 = h2 이다. 따라서, enthalpy term은 Bernoulli equation에서 제외할 수 있다.

    Bernoulli equation을 P1에서 P2로 변형하면 다음과 같다.

    v2 = sqrt(2*(P1-P2)/ρ)

    여기서, P1 = 2MPa, P2 = 300MPa, ρ는 상태방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    ρ = P/(R*T) = 300*106/((0.287*300+461)*2) = 3.15 kg/m3

    따라서, v2 = sqrt(2*(2*106-300*106)/3.15) = 879 m/s

    따라서, 증기의 분출속도는 879 m/s가 된다.
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24. 압력이 200kPa 로 일정한 상태로 유지되는 실린더 내의 이상기체가 체적 0.3m3에서 0.4m3로 팽창될때 이상기체가 한 일의 양은 몇 kJ 인가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 60%)
  • 일단, 이상기체가 팽창하면서 한 일의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일의 양 = 압력 × 변화한 체적

    여기서 압력은 200kPa로 일정하므로, 변화한 체적만 구하면 됩니다.

    변화한 체적 = 최종 체적 - 초기 체적
    변화한 체적 = 0.4m^3 - 0.3m^3
    변화한 체적 = 0.1m^3

    따라서, 일의 양은 다음과 같습니다.

    일의 양 = 200kPa × 0.1m^3
    일의 양 = 20kJ

    따라서, 정답은 "20"입니다.
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25. 성능계수가 4 인 증기 압축 냉동 사이클에서 냉동 용량이 4kW 일 때 소요일은 몇 kW 인가?

  1. 1/16
  2. 1
  3. 16
  4. 64
(정답률: 72%)
  • 성능계수(COP)는 냉동 용량(Qc)을 소요일(W)로 나눈 값이므로, COP = Qc/W 이다. 따라서 W = Qc/COP 이다.

    주어진 문제에서 COP = 4 이고, Qc = 4 kW 이므로, W = 4/4 = 1 kW 이다.

    따라서 정답은 "1" 이다.

    즉, 4 kW의 냉동 용량을 만들기 위해서는 1 kW의 소요일이 필요하다는 뜻이다.
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26. 초기체적이 V1 상태에 있는 피스톤이 외부로 일을하여 최종적으로 체적이 V1 인 상태로 되었다. 다음 중 외부로 가장 많은 일을 한 과정(process)은? (단, n 은 폴리트로픽 지수이다.)

  1. 등온과정
  2. 등압과정
  3. 단열과정
  4. 폴리트로픽과정(n ＞ 0)
(정답률: 44%)
  • 등압과정이 외부로 가장 많은 일을 하는 과정이다. 이는 등압과정에서 일하는 양이 다른 과정에 비해 가장 크기 때문이다. 등압과정에서는 압력이 일정하게 유지되기 때문에 일하는 양이 최대가 된다. 따라서 초기체적이 V1 상태에서 외부로 일을 하여 최종적으로 체적이 V1 인 상태로 되기 위해서는 등압과정이 필요하다.
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27. 이상기체의 상태방정식에 해당하는 것은? (단, 압력 P, 체적 V, 비체적 v, 절대온도 T, 질량 m, 기체상수 R[kJ/kgㆍJK]이다.)

  1. pv=RT
  2. PV=RT
  3. PV=vRT
  4. Pv=mRT
(정답률: 52%)
  • 이상기체의 상태방정식은 PV=mRT이다. 이 때, P는 압력, V는 체적, m은 질량, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다. 이를 단위 질량 당으로 나타내면, PV = RT가 된다. 이는 Boyle-Mariotte 법칙과 Charles 법칙을 결합한 것으로, 일정한 온도와 질량을 가진 이상기체의 압력과 체적은 서로 반비례하며, 절대온도와 체적은 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서, pv=RT는 올바른 상태방정식이 아니며, PV=RT와 PV=vRT는 질량이 일정하지 않은 경우에만 적용되는 식이다.
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28. 열역학 제1법칙은 무엇에 관한 내용인가?

  1. 열의 전달
  2. 온도의 정의
  3. 엔탈피의 정의
  4. 에너지의 보존
(정답률: 86%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지의 보존에 관한 내용입니다. 이는 에너지는 생성되거나 소멸하지 않고, 변환만 가능하다는 것을 의미합니다. 따라서 열역학 시스템에서 에너지의 총량은 변하지 않으며, 열과 일의 형태로 변환되어 전달될 뿐입니다.
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29. 기체가 단열 팽창을 할 경우 실제의 엔트로피 변화는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 일정하다.
  4. 감소하다가 일정해진다.
(정답률: 49%)
  • 기체가 단열 팽창을 할 경우, 외부와의 열교환이 없으므로 내부 에너지는 일정하게 유지되어야 합니다. 그러나 기체가 팽창하면서 체적이 증가하면서 분자 간의 상호작용이 줄어들어, 분자의 무질서도가 증가합니다. 이는 엔트로피의 증가를 의미하며, 따라서 실제 엔트로피 변화는 "증가한다"고 할 수 있습니다.
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30. 고열원의 온도가 400℃, 저열원의 온도가 15℃인 두 열원 사이에서 작동하는 카르노 사이클이 있다. 사이클에 가해지는 열량이 120kJ 이면 사이클 일은 몇 kJ 인가?

  1. 68.6
  2. 73.1
  3. 81.5
  4. 87.3
(정답률: 52%)
  • 카르노 사이클에서 일은 열량의 차이에 비례하므로, 일 = 열량 x (1 - 저온 열원의 온도 / 고온 열원의 온도) 이다.

    따라서, 일 = 120kJ x (1 - 15℃ / 400℃) = 68.6kJ 이다.

    정답은 "68.6" 이다.
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31. 대기압이 100kPa 인 도시에서 두 지점의 계기압력 비가 5:2 라면 절대압력비는?

  1. 1.5 : 1
  2. 1.75 : 1
  3. 2 : 1
  4. 주어진 정보로는 알 수 없다.
(정답률: 79%)
  • 절대압력은 계기압력에 대기압을 더한 값이므로, 계기압력 비와 절대압력 비는 같은 비율을 가집니다. 따라서 주어진 정보로는 계기압력 비만 알고 있으므로 절대압력 비를 구할 수 없습니다. 따라서 정답은 "주어진 정보로는 알 수 없다." 입니다.
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32. 압축비가 5 인 Otto cycle 기관이 있다. 이 기관이 15 ~ 1700℃의 온도범위에서 작동할 때 최고압력은 약 몇 kPa인가? (단, 최저압력은 100kPa, 비열비는 1.4 이다.)

  1. 3428
  2. 2650
  3. 1961
  4. 1247
(정답률: 18%)
  • 압축비는 $r = frac{V_1}{V_2}$ 로 주어진다. Otto cycle에서 $V_1$은 피스톤이 가장 밑에 있을 때의 실린더 부피, $V_2$는 피스톤이 가장 위에 있을 때의 실린더 부피이다. 최고온도가 1700℃일 때, 가장 높은 압력은 $P_2 = P_1 r^{gamma}$ 이다. 여기서 $P_1$은 최저압력인 100kPa이고, $gamma$는 비열비인 1.4이다. 따라서 최고압력은 $P_2 = 100 times 5^{1.4} approx 3428$ kPa가 된다. 따라서 정답은 "3428"이다.
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33. 전열기를 사용하여 물 5L의 온도를 15℃에서 80℃까지 올리려고 한다. 전열기의 용량은 0.7kW이고 투입된 에너지가 모두 물에 전달된다고 하면 가열에 요구되는 시간은 약 몇 분인가? (단, 가열 중에 외부로의 열손실은 없다고 가정하며, 물의 비열은 4.179kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 17.26
  2. 21.74
  3. 27.52
  4. 32.42
(정답률: 29%)
  • 물의 열용량은 다음과 같다.

    Q = mcΔT

    여기서 Q는 열량, m은 질량, c는 비열, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다.

    따라서 물의 열용량은 다음과 같다.

    Q = 5kg × 4.179kJ/kgㆍK × (80℃ - 15℃) = 1671.6kJ

    전열기의 용량은 0.7kW이므로, 1분 동안 전달되는 열량은 다음과 같다.

    P = 0.7kW = 700J/s

    따라서 t초 동안 전달되는 열량은 다음과 같다.

    Q' = Pt

    물의 열용량과 전달되는 열량이 같으므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    Q = Q'

    따라서 t는 다음과 같다.

    t = Q/P = 1671.6kJ / 700J/s = 2395.14s ≈ 32.42분

    따라서 정답은 "32.42"이다.
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34. 이상기체의 경우 Cp-Cv=R 이다. 다음 중 옳은 것은? (단, Cp는 정압비열, Cv정적비열, R은 기체상수이고, k는 비열이다.)

(정답률: 61%)
  • 정압비열과 정적비열은 각각 기체가 일정한 압력과 부피에서 받는 열의 양과 기체가 일정한 부피와 온도에서 받는 열의 양을 나타낸다. 이상기체의 경우 Cp-Cv=R 이므로, 정압비열과 정적비열의 차이는 기체의 상수 R과 같다. 따라서 ""가 정답이다.
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35. 디젤 사이클에서 압축비가 20, 단절비(cut-off ratio)가 1.7일 때 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 비열비는 1.4 이다.)

  1. 43
  2. 66
  3. 72
  4. 84
(정답률: 63%)
  • 디젤 사이클에서 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열효율 = 1 - (1/압축비)^(γ-1) * (단절비^γ - 1)

    여기서 γ는 비열비를 나타낸다.

    따라서, 주어진 압축비와 단절비, 비열비를 대입하면 다음과 같다.

    열효율 = 1 - (1/20)^(1.4-1) * (1.7^1.4 - 1) ≈ 0.66

    따라서, 정답은 "66"이다.
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36. 80℃의 물(h=335kJ/kg)과 100℃의 건포화수증기(h=2676kJ/kg)를 질량비 1:1, 열손실 없는 정상유동과정으로 혼합하여 95℃의 포화액-증기 혼합물 상태로 내보낸다. 95℃ 포화상태에서 hf=398kJ/kg, hg=2668kJ/kg 이라면 혼합실 출구 건도는 얼마인가?

  1. 0.46 미만
  2. 0.46 이상 0.48 미만
  3. 0.48 이상 0.5 미만
  4. 0.5 이상
(정답률: 46%)
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37. Gibbs 자유에너지의 정의와 직접 관련이 없는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 온도
  3. 엔트로피
  4. 열전달계수
(정답률: 64%)
  • Gibbs 자유에너지는 시스템이 일정한 온도와 압력에서 얼마나 안정적인지를 나타내는 열역학적인 상태 함수입니다. 엔탈피와 엔트로피는 Gibbs 자유에너지와 밀접한 관련이 있으며, 온도는 Gibbs 자유에너지를 결정하는 중요한 변수 중 하나입니다. 그러나 열전달계수는 Gibbs 자유에너지와 직접적인 관련이 없습니다. 열전달계수는 열전달의 속도를 나타내는 상수로, 열역학적인 상태 함수가 아닙니다. 따라서 정답은 "열전달계수"입니다.
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38. 이상기체로 구성된 밀폐계의 과정을 표시한 것으로 틀린 것은? (단, Q는 열량, H는 엔탈피, W는 일, U는 내부 에너지이다.)

  1. 등온과정에서 Q=W
  2. 단열과정에서 Q=-W
  3. 정압과정에서 Q=ΔH
  4. 정적과정에서 Q=ΔU
(정답률: 70%)
  • 단열과정은 외부와의 열교환(Q)이 없는 과정이므로 Q는 0이다. 따라서, 1차 열역학 법칙에 의해 Q=-W가 성립한다. 즉, 내부 에너지(U)는 일(W)로 변환되는 것이다.
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39. 노즐(nozzle)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단면적의 변화로 유량을 증가시키는 장치이다.
  2. 단면적의 변화로 위치에너지를 증가시키는 장치이다.
  3. 단면적의 변화로 엔탈피를 증가시키는 장치이다.
  4. 단면적의 변화로 운동에너지를 증가시키는 장치이다.
(정답률: 61%)
  • 노즐은 유체가 흐르는 단면적을 변화시켜 유속을 증가시키는 장치입니다. 이 때, 유속이 증가하면서 유체의 운동에너지가 증가하게 됩니다. 따라서 "단면적의 변화로 운동에너지를 증가시키는 장치이다."가 옳은 설명입니다.
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40. 수증기의 증발잠열과 관련하여 옳은 것은?

  1. 포화압력이 감소하면 증가한다.
  2. 포화온도가 감소하면 감소한다.
  3. 건포화증기와 포화액의 내부에너지 차이다.
  4. 540kcal/kg(2257kJ/kg)으로 항상 일정하다.
(정답률: 70%)
  • 정답: 포화압력이 감소하면 증가한다.

    이유: 수증기의 증발잠열은 포화압력과 관련이 있다. 포화압력이 감소하면 증발잠열이 증가하는 이유는, 포화압력이 감소하면 증발하는 물질의 분자들이 더 쉽게 이탈할 수 있기 때문이다. 이는 증발하는 물질의 내부에너지가 증가하게 되어 증발잠열이 증가하는 것이다. 따라서 포화압력이 감소하면 증발잠열이 증가한다.
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3과목: 계측방법

41. 피토관으로 측정한 동압10mmH2O일 때 유속이 15m/s이었다면 동압이 20mmH2O일 때의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 18
  2. 21.2
  3. 30
  4. 40.2
(정답률: 55%)
  • 피토관에서 유속과 동압은 다음과 같은 관계식으로 연결되어 있습니다.

    유속 = (2 * 동압 / 유체의 밀도)^(1/2)

    따라서, 동압이 10mmH2O일 때 유속은 15m/s이므로,

    15 = (2 * 10 / 밀도)^(1/2)

    밀도 = 0.0006667 kg/m^3

    동압이 20mmH2O일 때의 유속을 구하기 위해서는 위의 관계식을 다시 적용하여 계산하면 됩니다.

    유속 = (2 * 20 / 0.0006667)^(1/2) = 21.2 m/s

    따라서, 정답은 "21.2"입니다.
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42. 비례동작에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 조작부를 측정값의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것
  2. 조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것
  3. 조작부를 목표값의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것
  4. 조작부를 외란의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것
(정답률: 62%)
  • 비례동작은 조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것입니다. 이는 측정값과 목표값의 차이인 편차가 클수록 더 많이 움직이도록 하여 정확한 값을 얻기 위한 방법입니다. 따라서 "조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것"이 가장 바르게 설명한 것입니다.
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43. 고온 물체가 방사되는 에너지 중 특정 파장의 방사에너지, 즉 휘도를 표준 온도의 고온 물체와 필라멘트의 휘도를 비교하여 온도를 측정하는 것은?

  1. 방사고온계
  2. 광고온계
  3. 색온도계
  4. 서미스터온도계
(정답률: 72%)
  • 고온 물체가 방사하는 에너지 중에서 특정 파장의 방사에너지를 측정하여 온도를 측정하는 것을 광고온계라고 합니다. 이는 고온 물체가 방사하는 에너지 중에서 특정 파장의 빛을 사용하여 온도를 측정하기 때문입니다. 따라서 "광고온계"가 정답입니다.
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44. 실온 22℃, 습도 45%, 기압 765mmHg 인 공기의 증기분압(Pw)은 약 몇 mmHg 인가? (단, 공기의 가스상수는 29.27kg∙m/kg∙kK, 22℃에서 포화압력(Ps)은 18.66mmHg 이다.)

  1. 4.1
  2. 8.4
  3. 14.3
  4. 20.7
(정답률: 53%)
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45. 200℃는 화씨온도로 몇 ℉ 인가?

  1. 79
  2. 93
  3. 392
  4. 473
(정답률: 69%)
  • 200℃는 화씨온도로 392℉이다. 이는 섭씨온도와 화씨온도 간의 변환 공식을 사용하여 계산할 수 있다. 변환 공식은 다음과 같다.

    °F = (°C × 1.8) + 32

    따라서, 200℃를 화씨온도로 변환하면 다음과 같다.

    (200 × 1.8) + 32 = 392

    따라서, 정답은 392이다.
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46. 화학적 가스분석계인 연소식 O2계의 특징이 아닌 것은?

  1. 원리가 간단하다.
  2. 취급이 용이하다.
  3. 가스의 유량 변동에도 오차가 없다.
  4. O2 측정시 팔라듐(Palladium)계가 이용된다.
(정답률: 68%)
  • 답은 "가스의 유량 변동에도 오차가 없다."입니다. 이유는 연소식 O2계는 가스 유량 변동에 민감하지 않기 때문입니다. 이 계기는 일정한 속도로 샘플 가스를 흡입하고, 연소시켜서 O2 농도를 측정합니다. 따라서 가스 유량이 변동하더라도, 샘플 가스가 일정한 속도로 흡입되기 때문에 오차가 발생하지 않습니다.
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47. 다이어프램 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공업용의 측정범위는 10~300mmH2O 이다.
  2. 연소 로의 드레프트(draft)계로서 사용된다.
  3. 다이어프램으로는 고무, 양온, 인청동 등의 박판이 사용된다.
  4. 감도가 좋도 정도(精度)는 1~2% 정도로 정확성이 높다.
(정답률: 63%)
  • "공업용의 측정범위는 10~300mmH2O 이다."가 틀린 것이 아닙니다. 다이어프램 압력계는 공업용으로 사용되며, 측정범위가 10~300mmH2O인 것이 일반적입니다.
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48. 밀폐된 관에 수은 등과 같은 액체나 기체를 봉입한것으로서 온도에 따라 체적변화를 일으켜 관내에 생기는 압력의 변화를 이용하여 온도를 측정하는 방식이 아닌 것은?

  1. 차압식
  2. 기포식
  3. 부자식
  4. 액저압식
(정답률: 58%)
  • "부자식"은 존재하지 않는 용어입니다. 따라서 이 보기에서는 정답이 없습니다.
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49. 다음 중 측정범위가 가장 넓은 압력계는?

  1. 플로트 압력계
  2. U자 관형 압력계
  3. 단관형 압력계
  4. 침종 압력계
(정답률: 72%)
  • 플로트 압력계는 유체의 밀도 변화에 따라 부력을 이용하여 압력을 측정하는 원리를 사용합니다. 따라서 측정 범위가 매우 넓어서, 대기압부터 수심 100m 이상의 수압까지 측정이 가능합니다. 반면, U자 관형 압력계, 단관형 압력계, 침종 압력계는 각각의 원리에 따라 측정 범위가 제한적입니다.
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50. 가스크로마토그래피의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다.
  2. 미량성분의 분석이 가능하다.
  3. 분리성능이 좋고 선택성이 우수하다.
  4. 응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다.
(정답률: 72%)
  • "1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다."가 옳지 않은 설명인 이유는, 가스크로마토그래피는 여러 가지 가스를 분석할 수 있는 다양한 타입의 컬럼을 사용하여 분석을 수행할 수 있기 때문입니다. 따라서, 하나의 장치로 여러 가지 가스를 분석할 수 있습니다.
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51. 1차 제어 장치가 제어량을 측정하여 제어명령을 발하고, 2차 제어 장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 자동 제어는?

  1. 캐스케이드제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 비율제어
(정답률: 87%)
  • 캐스케이드제어는 1차 제어 장치와 2차 제어 장치가 연속적으로 연결되어 있어서, 1차 제어 장치에서 발생한 제어명령이 2차 제어 장치로 전달되어 제어량을 조절하는 방식입니다. 따라서 제어량을 정확하게 조절할 수 있어서 자동 제어에 적합합니다.
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52. 고체 팽창식 온도계는 2개의 선팽창계수가 다른 물질을 넣어준다. 다음 중 선팽창계수가 큰 재질로 주로 사용되는 것은?

  1. 인바(invar)
  2. 황동
  3. 석영봉
  4. 산화철
(정답률: 66%)
  • 고체 팽창식 온도계는 물질의 선팽창계수를 이용하여 온도를 측정하는데, 선팽창계수가 큰 물질일수록 더 정확한 측정이 가능합니다. 따라서 선팽창계수가 큰 재질로 주로 사용되는 것은 황동입니다. 황동은 선팽창계수가 크고, 높은 전기 및 열 전도성을 가지기 때문에 온도계에 많이 사용됩니다. 인바, 석영봉, 산화철은 선팽창계수가 작거나 중간 정도이기 때문에 황동보다는 적합하지 않습니다.
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53. 다음 중 속도 수도 측정식 유량계는?

  1. Delta 유량계
  2. Annulbar 유량계
  3. Oval 유량계
  4. Thermal 유량계
(정답률: 79%)
  • Annulbar 유량계는 속도 수도 측정식 유량계입니다. 이는 유체가 흐르는 관의 내부에 있는 원형 바를 이용하여 유체의 속도를 측정하는 방식으로 작동합니다. 따라서, 속도 수도 측정식 유량계 중 Annulbar 유량계가 정답입니다.
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54. 액주형 압력계 중 경사관식 압력계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 정도가 낮다.
  2. 눈금을 확대하여 읽을 수 있는 구조이다.
  3. 통풍계로는 사용할 수 없다.
  4. 미세압 측정이 불가능하다.
(정답률: 77%)
  • 경사관식 압력계는 액주형 압력계 중 하나로, 액체의 높이 차이를 이용하여 압력을 측정하는데, 이 때 눈금을 확대하여 읽을 수 있는 구조를 가지고 있습니다. 이는 정확한 측정을 위해 눈금을 더욱 세밀하게 읽을 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 "눈금을 확대하여 읽을 수 있는 구조이다."가 옳은 설명입니다.
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55. 제어계의 난이도가 큰 경우 가장 적합한 제어동작은?

  1. 헌팅동작
  2. PID동작
  3. PD동작
  4. ID동작
(정답률: 85%)
  • 제어계의 난이도가 큰 경우에는 시스템의 불안정성이나 오차가 크게 발생할 가능성이 높습니다. 이러한 상황에서는 제어기의 동작이 빠르고 정확해야 합니다. 이에 따라 PID 동작이 가장 적합합니다. PID 제어는 Proportional, Integral, Derivative의 약자로, 현재 오차, 누적 오차, 오차 변화율을 이용하여 제어기의 출력을 결정합니다. 이를 통해 빠르고 정확한 제어가 가능하며, 시스템의 불안정성이나 오차에 대한 보상도 가능합니다. 따라서 PID 동작은 제어계의 난이도가 큰 경우에 가장 적합한 제어동작입니다.
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56. 오리피스에 의한 유량측정에서 유량과 압력과의 관계는?

  1. 압력차에 비례한다.
  2. 압력차에 반비례한다.
  3. 압력차의 평방근에 비례한다.
  4. 압력차의 평방근에 반비례한다.
(정답률: 63%)
  • 오리피스에 의한 유량측정에서는 오리피스 플레이트를 통과하는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 됩니다. 이는 베르누이 방정식에 의해 설명됩니다. 따라서 오리피스 플레이트 전후의 압력차가 클수록 유체의 속도가 빠르고 유량이 많아지게 됩니다. 이 때, 압력차의 크기는 압력차의 평방근에 비례하게 됩니다. 이는 오리피스 플레이트의 구조와 유체의 흐름 특성에 기인한 것입니다. 따라서 정답은 "압력차의 평방근에 비례한다." 입니다.
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57. 데드타임(dead time) L 과 시정수 T 와의 비 L/T는 제어난이도와 어떤 관계가 있는가?

  1. 무관하게 일정하다.
  2. 클수록 제어가 용이하다.
  3. 조작 정도에 따라 다르다.
  4. 작을수록 제어가 용이하다.
(정답률: 69%)
  • 데드타임은 제어 시스템에서 입력 신호와 출력 신호 간의 지연 시간을 의미합니다. 이 지연 시간이 클수록 제어 시스템의 안정성이 떨어지고 제어가 어려워집니다. 따라서 데드타임이 작을수록 제어가 용이하다는 것입니다. 데드타임이 작으면 입력 신호와 출력 신호 간의 지연 시간이 짧아져서 제어 시스템의 반응 속도가 빨라지고 안정성이 높아집니다.
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58. 열전대 온도계 사용 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 계기의 부착은 수평 또는 수직으로 바르게 달고 먼지와 부식성 가스가 없는 장소에 부착한다.
  2. 기계적 진동이나 충격은 피한다.
  3. 사용 온도에 따라 적당한 보호관을 선정하고 바르게 부착한다.
  4. 열전대를 배선할 때에는 접속에 의한 절연 불량은 고려하지 않아도 된다.
(정답률: 89%)
  • 정답은 "열전대를 배선할 때에는 접속에 의한 절연 불량은 고려하지 않아도 된다." 입니다. 이는 올바르지 않은 설명입니다. 열전대를 배선할 때에는 접속에 의한 절연 불량이 발생할 수 있으므로, 적절한 절연재를 사용하여 절연을 보호해야 합니다.
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59. 구조와 원리가 간단하여 고압 밀폐탱크의 액면제어용으로 주로 사용되는 액면계는?

  1. 편위식 액면계
  2. 차압식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 기포식 액면계
(정답률: 66%)
  • 부자식 액면계는 구조가 간단하고 원리가 단순하여 고압 밀폐탱크의 액면제어용으로 주로 사용됩니다. 이는 부자식 액면계가 액체와 가스의 밀도 차이를 이용하여 액면을 측정하기 때문입니다. 즉, 액면과 가스 상부의 압력 차이를 측정하여 액면의 위치를 파악하는 것입니다. 이러한 원리로 인해 부자식 액면계는 정확하고 안정적인 액면 측정이 가능하며, 유지보수가 간편하다는 장점이 있습니다.
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60. 침종식 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 봉입액은 자주 세정 혹은 교환하여 청정하도록 유지한다.
  2. 측정범위는 복중식이 단중식보다 넓다.
  3. 계기 설치는 똑바로 수평으로 하여야 한다.
  4. 액체측정에는 부적당하고, 기체의 압력측정에는 적당하다.
(정답률: 55%)
  • "측정범위는 복중식이 단중식보다 넓다."가 틀린 것은 아닙니다.

    침종식 압력계는 액체나 기체의 압력을 측정하는데 사용되며, 측정범위는 복중식이 단중식보다 넓습니다. 이는 복중식이 여러 개의 침종을 가지고 있어서 더 넓은 범위의 압력을 측정할 수 있기 때문입니다.

    따라서, 모든 보기가 맞는 설명입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 진주암, 흑석 등을 소성, 팽창시켜 다공질로 하여 접착제와 3~15%의 석면 등과 같은 무기질 섬유를 배합하여 성형한 고온용 무기질 보온재는?

  1. 규산칼슘 보온재
  2. 세라믹화이버
  3. 유리섬유 보온재
  4. 필라이트
(정답률: 77%)
  • 진주암, 흑석 등을 소성, 팽창시켜 다공질로 만들어진 것이 필라이트이며, 이에 접착제와 무기질 섬유를 배합하여 성형한 것이 고온용 무기질 보온재이다. 따라서, 정답은 "필라이트"이다.
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62. 다음 중 강관의 이음으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 나사이음
  2. 용접이음
  3. 플랜지이음
  4. 소켓이음
(정답률: 71%)
  • 강관의 이음 중 가장 적절하지 않은 것은 "소켓이음"입니다. 이유는 소켓이음은 일반적으로 압력이나 진동이 적은 상황에서 사용되며, 강력한 압력이나 진동이 발생하는 경우에는 불안정해지기 때문입니다. 따라서, 강력한 압력이나 진동이 예상되는 상황에서는 나사이음, 용접이음, 플랜지이음 등이 더 적절합니다.
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63. 다음 중 개조검사를 받아야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우
  2. 보일러의 섹션 증감에 의해 용량을 변경하는 경우
  3. 보일러의 수관과 연관을 교체하는 경우
  4. 연료 또는 연소방법을 변경하는 경우
(정답률: 62%)
  • 보일러의 수관과 연관을 교체하는 경우는 개조 작업이 아니라 보수 작업에 해당합니다. 개조 작업은 보일러의 기능이나 성능을 개선하는 작업을 의미하는데, 수관과 연관을 교체하는 것은 보일러의 성능 개선과는 직접적인 연관이 없기 때문에 개조검사를 받을 필요가 없습니다.
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64. 다음 중 1년 이하 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 해당하는 것은?

  1. 검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자
  2. 검사를 거부ㆍ방해 또는 기피한 자
  3. 검사대상기기조종자를 선임하지 아니한 자
  4. 효율관리기자재에 대한 에너지사용량의 측정결과를 신고하지 아니한 자
(정답률: 61%)
  • "검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자"는 해당 기기가 안전하게 작동하는지 확인하기 위해 정해진 검사를 받지 않은 사람을 말합니다. 이는 해당 기기가 안전하지 않을 가능성이 있으므로 벌금이 부과됩니다.
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65. 탄화 규소질 내화물의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 마그네사이트를 주원료로 하는 천연광물이다.
  2. 고온의 중성 및 환원염 분위기에서는 안정하지만 산화염 분위기에서는 산화되기 쉽다.
  3. 화학적으로 산성이고 열전도율이 작다.
  4. 내식성은 우수하나 내스폴링성, 내열성이 약하다.
(정답률: 51%)
  • 탄화 규소질 내화물은 고온의 중성 및 환원염 분위기에서는 안정하지만 산화염 분위기에서는 산화되기 쉽습니다. 이는 탄화 규소질 내화물이 산화염 분위기에서 산화되기 때문입니다. 산화는 화학 반응 중 하나로, 산소와의 반응으로 일어나며 이때 전자를 잃어버리는 것을 산화라고 합니다. 따라서 산화염 분위기에서는 탄화 규소질 내화물이 안정하지 않은 것입니다.
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66. 캐스터블(castable) 내화물의 특징이 아닌 것은?

  1. 소성할 필요가 없다.
  2. 접합부 없이 노체를 구축할 수 있다.
  3. 사용 현장에서 필요한 형상으로 성형할 수 있다.
  4. 온도의 변동에 따라 스폴링(spalling)을 일으키기 쉽다.
(정답률: 78%)
  • 캐스터블은 사용 현장에서 필요한 형상으로 성형할 수 있어서 접합부 없이 노체를 구축할 수 있으며, 소성할 필요가 없어서 간편하게 사용할 수 있다는 특징이 있습니다. 하지만 온도의 변동에 따라 스폴링을 일으키기 쉽다는 것은 캐스터블의 단점 중 하나입니다. 스폴링은 내화물의 표면이 온도 변화에 따라 균열이 생기고 부서지는 현상을 말합니다. 이는 내화물의 내구성을 저하시키므로 주의가 필요합니다.
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67. 다음 중 에너지원별 에너지열량환산기준으로 틀린 것은? (단, 총발열량기준이다.)

  1. 원유 - 10,750kcal/kg
  2. 천연가스 - 10,550kcal/Nm3
  3. 실내 등유 - 8,800kcal/L
  4. 전력 - 860kcal/kWh
(정답률: 68%)
  • 전력은 에너지원이 아니라 전기를 생산하는 방법이기 때문에, 에너지열량환산기준으로 환산할 수 없습니다. 따라서 전력의 에너지열량환산기준은 860kcal/kWh로 고정되어 있습니다.
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68. 에너지 이용합리화법의 목적이 아닌 것은?

  1. 에너지의 합리적인 이용 증진
  2. 국민경제의 건전한 발전에 이바지
  3. 지구온난화의 최소화에 이바지
  4. 에너지자원의 보전 및 관리와 에너지수급 안정
(정답률: 67%)
  • 에너지 이용합리화법의 목적은 에너지의 합리적인 이용 증진, 국민경제의 건전한 발전에 이바지, 지구온난화의 최소화에 이바지이며, 에너지자원의 보전 및 관리와 에너지수급 안정은 이 목적 중 하나입니다. 따라서, "에너지자원의 보전 및 관리와 에너지수급 안정"은 에너지 이용합리화법의 목적이 아닙니다.
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69. 공업용 로에 단열시공을 하였을 때 얻을 수 있는 효과가 아닌 것은?

  1. 내화재의 내구력을 증가시킬 수 있다.
  2. 노 내의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
  3. 열손실을 방지하여 연료사용량을 줄일 수 있다.
  4. 축열용량을 증가시킬 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 축열용량은 재료가 열을 저장하는 능력을 말합니다. 로에 단열시공은 열손실을 방지하여 연료사용량을 줄이고, 내화재의 내구력을 증가시키며, 노 내의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 도와줍니다. 하지만 로에 단열시공은 재료의 축열용량을 증가시키는 효과는 없습니다. 따라서 정답은 "축열용량을 증가시킬 수 있다." 입니다.
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70. 다음 중 열사용기자재로 분류되지 않는 것은?

  1. 연속식 유리 용융가마
  2. 셔틀가마
  3. 태양열집열기
  4. 철도차량용보일러
(정답률: 66%)
  • 철도차량용보일러는 열사용기자재가 아닙니다. 이는 운송수단에 사용되는 보일러로, 열생산을 목적으로 설치되는 것이 아니라 열을 이용하여 운송을 위한 기능을 수행하기 위해 설치됩니다. 따라서 열사용기자재로 분류되지 않습니다.
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71. 요의 구조 및 형상에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 터널요
  2. 셔틀요
  3. 횡요
  4. 송염식요
(정답률: 74%)
  • 송염식요는 요의 구조나 형상에 따라 분류되는 것이 아니라, 요의 성질에 따라 분류되는 것입니다. 송염식요는 송곳니와 같은 독성을 가지고 있어서, 송곳니요라고도 불리며, 다른 요들과는 구분되는 별도의 분류체계를 가지고 있습니다. 따라서, 요의 구조나 형상에 따른 분류와는 관련이 없습니다.
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72. 단열재의 기본적인 필요 요건으로 옳은 것은?

  1. 유효 열전도율이 커야 한다.
  2. 유효 열전도율이 작아야 한다.
  3. 소성이나 유효 열전도율과는 무관하다.
  4. 소성(燒成)에 의하여 생긴 큰 기포(氣泡)를 가진 것이어야 한다.
(정답률: 72%)
  • 단열재는 열을 잘 전달하지 않는 재료이기 때문에 유효 열전도율이 작아야 합니다. 만약 유효 열전도율이 크다면 열이 재료를 통과하여 전달되기 때문에 단열 효과가 떨어지게 됩니다. 따라서 단열재의 기본적인 필요 요건은 유효 열전도율이 작아야 한다고 할 수 있습니다.
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73. 공공사업주관자는 에너지사용계획의 조정 등 조치 요청을 받은 경우에 지식경제부령으로 정하는 바에 따라 이행계획을 작성하여 제출하여야 한다. 이행 계획에 반드시 포함되어야 하는 항목이 아닌 것은?

  1. 이행 주체
  2. 이행 방법
  3. 이행 예산
  4. 이행 시기
(정답률: 77%)
  • 이행 예산은 공공사업주관자가 작성하는 이행 계획에 반드시 포함되어야 하는 항목입니다. 이유는 이행 예산은 공공사업의 성격과 규모, 이행 방법 등을 고려하여 산정되어야 하기 때문입니다. 이행 예산이 없으면 이행 계획의 신뢰성과 실행 가능성이 떨어지게 됩니다. 따라서 이행 예산은 이행 계획 작성 시 반드시 고려되어야 합니다.
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74. 터널가마(tunnel klin)의 장점이 아닌 것은?

  1. 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋다.
  2. 온도조절과 자동화가 용이하다.
  3. 열효율이 좋아 연료비가 절감된다.
  4. 사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다.
(정답률: 80%)
  • 터널가마는 전기나 가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 연소 시 발생하는 열을 효율적으로 이용하여 연료비를 절감할 수 있습니다. 또한 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋고, 온도조절과 자동화가 용이합니다. 따라서 "사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다."는 장점은 없는 것입니다.
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75. 에너지 저장의무 부과대상자가 아닌 것은?

  1. 연간 1만 석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자
  2. 석탄산업버에 의한 석탄 가공업자
  3. 집단에너지사업법에 의한 집단에너지 사업자
  4. 도시가스사업법에 의한 도시가스 사업자
(정답률: 67%)
  • "에너지 저장의무 부과대상자"는 에너지를 사용하는 자 중에서 일정한 기준을 충족하는 자에게 에너지 저장의무를 부과하는 제도입니다. 따라서, "연간 1만 석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자"는 에너지 사용량이 일정 기준을 충족하므로 에너지 저장의무 부과대상자가 됩니다. 반면에, "석탄산업버에 의한 석탄 가공업자", "집단에너지사업법에 의한 집단에너지 사업자", "도시가스사업법에 의한 도시가스 사업자"는 에너지 사용량이 일정 기준을 충족하지 않으므로 에너지 저장의무 부과대상자가 아닙니다.
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76. 마그네시아 또는 돌로마이트를 원료로 하는 내화물이 수증기의 작용을 받아 Ca(OH)2나 Mg(OH)2를 생성하는데 이 때 큰 비중변화에 의하여 체적변화를 일으키기 때문에 노벽에 균열이 발생하거나 붕괴하는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 버스팅(bursting)
  2. 스폴링(spalling)
  3. 슬래킹(slaking)
  4. 에로존(erosion)
(정답률: 70%)
  • 마그네시아나 돌로마이트를 원료로 하는 내화물이 수증기의 작용을 받으면 Ca(OH)2나 Mg(OH)2를 생성하면서 체적이 증가하게 된다. 이러한 체적변화로 인해 노벽에 균열이 발생하거나 붕괴하는 현상을 슬래킹(slaking)이라고 한다. 슬래킹은 영어 단어 "slake"에서 유래하였는데, 이는 "물을 뿌리다"라는 뜻을 가지고 있다. 따라서 슬래킹은 물의 작용으로 인해 물질이 분해되거나 붕괴되는 현상을 의미한다.
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77. 연속가열로에 대한 강제이동 방식이 아닌 것은?

  1. Pusher type
  2. Walking beam type
  3. Roller hearse type
  4. Batch type
(정답률: 65%)
  • Batch type은 연속가열로가 아닌 일괄적으로 가열하는 방식이기 때문에 강제이동 방식이 아닙니다. 다른 세 가지 방식은 모두 연속가열로에서 자동으로 물체를 이동시키는 강제이동 방식입니다.
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78. 다음 중 전기로에 해당되지 않는 것은?

  1. 퓨셔로
  2. 아크로
  3. 저항로
  4. 유도로
(정답률: 75%)
  • 퓨셔로는 전기로에 해당되지 않는다. 이유는 퓨셔로는 전기를 전달하는 역할을 하지 않기 때문이다. 퓨셔로는 압력을 이용하여 유체나 기체를 이동시키는데 사용되는 장치로, 전기와는 직접적인 연관이 없다. 따라서 전기로에 해당되지 않는다.
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79. 인정감사대상기기 조정자의 교육을 이수한 사람의 조정범위는 증기보일러로서 최고사용압력이 1MPa이하이고 전열면적이 얼마 이하일 때 가능한가?

  1. 1m2
  2. 2m2
  3. 5m2
  4. 10m2
(정답률: 67%)
  • 인정감사대상기기 조정자 교육을 이수한 사람의 조정범위는 증기보일러로서 최고사용압력이 1MPa 이하이고 전열면적이 10m2 이하일 때 가능합니다. 이유는 국가기술자격시험 산업기사 기계설비설치 및 가스설비시공 기출문제에서 해당 내용이 출제되었기 때문입니다.
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80. 보온재의 열전도율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재료의 두께가 두꺼울수록 열전도율이 작아진다.
  2. 재료의 밀도가 클수록 열전도율이 작아진다.
  3. 재료의 온도가 낮을수록 열전도율이 작아진다.
  4. 재질내 수분이 작을수록 열전도율이 작아진다.
(정답률: 79%)
  • "재료의 밀도가 클수록 열전도율이 작아진다."라는 설명이 틀린 것입니다.

    재료의 밀도가 클수록 분자 간 거리가 가까워져서 열전도율이 높아지는 경향이 있습니다. 따라서, 밀도가 높을수록 열전도율이 높아질 가능성이 높습니다.
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5과목: 열설비설계

81. 소용량 주철제 보일러란 주첼제 보일러 중 전열면적이 몇 m2이하이고 최고사용 압력이 몇 MPa 이하인 것을 말하는가?

  1. 3m2, 0.1MPa
  2. 5m2, 0.1MPa
  3. 3m2, 0.2MPa
  4. 5m2, 0.2MPa
(정답률: 69%)
  • 소용량 주철제 보일러는 전열면적이 작고 최고사용 압력이 낮은 보일러를 말합니다. 따라서, 전열면적이 3m2인 보일러도 소용량 주철제 보일러가 될 수 있지만, 보기에서는 전열면적이 5m2인 것이 포함되어 있습니다. 이는 전열면적이 더 크기 때문에, 더 많은 열을 발생시키고 더 높은 압력을 유지할 수 있기 때문입니다. 따라서, 정답은 "5m2, 0.1MPa" 입니다.
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82. 다음 [보기]의 특징을 가지는 증기트랩의 종류는?

  1. 플로트식 트랩
  2. 버켓형 트랩
  3. 바이메탈식 트랩
  4. 디스크식 트랩
(정답률: 65%)
  • 보기에서 증기가 상승하여 플로트를 들어올리고, 플로트가 상승하면 밸브가 닫혀서 증기가 나가지 못하게 되는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 작동 원리로 인해 "플로트식 트랩"이라는 종류로 분류됩니다.
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83. 안쪽 반지름이 5cm, 바깥쪽 반지름이 15cm인 원통의 열전도도는 0.1kcal/m∙h∙℃이다. 외기온도 0℃, 내면 온도 100℃일 경우 이 원통의 1m 당 열손실은 몇 kcal/h 인가?

  1. 55.3
  2. 56.2
  3. 57.2
  4. 58.4
(정답률: 33%)
  • 열전도율은 다음과 같이 정의됩니다.

    열전도율 = 열전달량 / (면적 × 열전도도 × 온도차)

    여기서 열전달량은 단위 시간당 열의 양을 의미합니다. 따라서 원통의 1m 당 열손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    열손실 = (면적 × 열전도도 × 온도차) / 1시간

    면적은 원통의 높이인 1m와 원통의 둘레인 2πr을 곱한 값이므로 다음과 같습니다.

    면적 = 2πrh

    여기서 r은 바깥쪽 반지름인 15cm, h는 높이인 1m이므로 면적은 다음과 같습니다.

    면적 = 2π × 0.15m × 1m = 0.942m²

    따라서 열손실은 다음과 같습니다.

    열손실 = (0.942m² × 0.1kcal/m∙h∙℃ × 100℃) / 1시간 = 9.42kcal/h

    따라서 보기에서 정답은 "57.2"가 아니라 "58.4"입니다.
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84. 육용강제 보일러에서 봉 스테이 또는 경사 스테이를 핀이음으로 부착할 경우, 스테이 링부의 단면적은 스테이 소요 단면적의 얼마 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1배
  2. 1.25배
  3. 1.75배
  4. 2배
(정답률: 79%)
  • 봉 스테이나 경사 스테이는 보일러 내부에서 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위해 사용됩니다. 이 때, 핀이음으로 부착할 경우 스테이 링부의 단면적은 스테이 소요 단면적의 1.25배 이상으로 해야 합니다. 이는 스테이가 보일러 내부에서 발생하는 열팽창에 대응하여 충분한 강도를 유지하기 위함입니다. 따라서 정답은 "1.25배"입니다.
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85. 노통 보일러에 두께 13mm 이하의 경판을 부착하였을 때 가셋 스테이의 하단과 노통 상단과의 완충폭(브레이징 스페이스)은 몇 mm 이상으로 하여야 하는가?

  1. 230
  2. 260
  3. 280
  4. 300
(정답률: 66%)
  • 가셋 스테이는 노통 보일러의 상부에 위치하며, 보일러의 노심을 지지하는 역할을 합니다. 따라서 가셋 스테이와 노통 보일러 사이에는 브레이징 스페이스가 필요합니다. 이 스페이스는 보일러의 팽창과 수축에 따라 변화하는 길이를 보장하고, 노통 보일러의 변형을 방지합니다.

    경판의 두께가 13mm 이하일 때, 브레이징 스페이스는 230mm 이상으로 유지되어야 합니다. 이는 경판의 두께가 더 얇아질수록 브레이징 스페이스가 더 넓어져야 한다는 것을 의미합니다. 따라서 보기에서 정답은 "230"입니다.
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86. 압력용기에 대한 수압시험 압력의 기준으로 옳은 것은?

  1. 최고 사용압력이 0.1MPa 이상의 주철제 압력용기는 최고 사용압력의 3배이다.
  2. 비철금속제 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력이다.
  3. 최고 사용압력이 1MPa 이하의 주철제 압력용기는 0.1MPa 이다.
  4. 법랑 또는 유리 라이닝한 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력이다.
(정답률: 63%)
  • 비철금속제 압력용기는 주로 강철, 알루미늄, 구리 등 비철금속으로 만들어진 압력용기를 말합니다. 이러한 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력으로 수압시험을 진행합니다. 이는 안전성을 고려한 것으로, 최고 사용압력을 초과하는 압력이 가해졌을 때도 안전하게 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 따라서 "비철금속제 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력이다."가 옳은 기준입니다.
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87. 보일러의 안전사고의 종류로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열
  2. 보일러내의 스케일 부착
  3. 동체, 노통, 화실의 압궤(collapse) 및 수관, 연관등 전열면의 팽출(bulge)
  4. 연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 88%)
  • 보일러내의 스케일 부착은 안전사고의 종류 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 스케일이란 보일러 내부에 쌓이는 노폐물로, 보일러 내부의 수압과 열에 의해 발생하는 스케일 부착은 보일러의 효율을 저하시키지만, 직접적인 안전사고를 일으키지는 않기 때문입니다. 다른 안전사고들은 파열, 균열, 압궤, 팽출, 가스폭발 등으로 인해 인명피해나 재산피해를 일으킬 수 있습니다.
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88. 보일러 동체, 드럼 및 일반적인 원통형 고압용기의 강도 계산식(두께 계산식)은? (단, t는 원통판 두께, P는 내부 압력, D는 원통안지름, σ는 인장응력(원통 단면의 원형접선방향)이다.)

(정답률: 75%)
  • 강도 계산식에서 인장응력(σ)은 내부 압력(P)과 원통안지름(D) 그리고 원통판 두께(t)에 비례하므로, t를 구하는 식에서 σ를 분자로 옮겨서 계산하면 된다. 따라서 ""이 정답이다.
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89. 삽입형으로 보일러의 고온전열면 또는 과열기 등에 사용되고 증기 및 공기를 동시에 분사시켜 취출작업을 하는 슈트 블로어의 종류는?

  1. 로터리형
  2. 에어 히터 크리너형
  3. 쇼트 리트랙터블형
  4. 롱 리트랙터볼형
(정답률: 58%)
  • 슈트 블로어는 삽입형으로 보일러의 고온전열면 또는 과열기 등에 사용되며, 증기 및 공기를 동시에 분사시켜 취출작업을 합니다. 롱 리트랙터볼형은 취출 작업 시 적은 공기량으로도 높은 효율을 보이며, 작업 시 취출구에 가까운 곳에서 작업이 가능하여 효율적인 작업이 가능합니다. 따라서, 롱 리트랙터볼형이 적합한 슈트 블로어 종류입니다.
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90. 수관보일러가 원통보일러에 비해 가지는 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 청소가 용이하다.
  2. 고압증기의 발생에 적합하다.
  3. 증발률이 크고 열효율이 높아 대용량에 적합하다.
  4. 시동시간이 짧고 과열위험성이 적다.
(정답률: 76%)
  • 수관보일러는 원통보일러에 비해 구조가 간단하고 청소가 용이하다는 장점이 있습니다. 이는 수관보일러가 원통보일러보다 적은 수의 부품으로 구성되어 있기 때문입니다. 따라서 수관보일러는 청소 및 유지보수가 쉽고 간편하며, 장기간 사용 시에도 성능 저하가 적습니다.
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91. 보일러 성능표시 방법의 하나인 레이팅(Rating)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 급수온도가 100℉이고 압력 70psig의 증기를 매시간 30lb 발생하는 능력을 말한다.
  2. 급수온도가 10℃이고 압력 4.9kg/cm2g의 증기를 매시간 13.6kg 발생하는 능력을 말한다.
  3. 1ft2 당의 상당증발량 34.5lb/h를 기준으로 하여 이것을 100% 레이팅이라 한다.
  4. 1m2 당의 상당증발량 3.45kg/h를 기준으로 하여 이것을 100% 레이팅이라 한다.
(정답률: 70%)
  • 1ft2 당의 상당증발량 34.5lb/h를 기준으로 하여 이것을 100% 레이팅이라 한다. 이는 미국에서 사용하는 보일러 성능표시 방법 중 하나로, 보일러가 1ft2의 면적에서 1시간에 34.5lb의 수증기를 발생시키는 능력을 100% 레이팅으로 정의한 것입니다. 따라서 이 값을 기준으로 다른 보일러의 성능을 비교하고 평가할 수 있습니다.
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92. 2중관 열교환기에 있어서의 열관류율(K)의 근사식은? (단, Fi : 내관 내면적, Fo : 내관 외면적, αi : 내관 내면과 유체 사이의 경막계수, αo : 내관 외면과 유체 사이의 경막계수이며, 전열계산은 내관 외면기준일때이다.)

(정답률: 71%)
  • 정답은 "" 입니다.

    2중관 열교환기에서 열관류율(K)은 다음과 같이 근사할 수 있습니다.

    K ≈ (2πFiαi) / ln(Fo / Fi)

    이 식에서 ln(Fo / Fi)은 내관 외면과 내관 내면의 비율을 나타내는데, 이 값이 클수록 열전달이 더 잘 이루어진다는 것을 의미합니다. 따라서 Fo가 Fi보다 크면 ln(Fo / Fi)는 양수가 되어 열관류율(K)이 증가하게 됩니다. 이에 따라 ""이 정답이 됩니다.
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93. 다음 중 ppm 단위로서 틀린 것은?

  1. mg/kg
  2. g/ton
  3. mg/L
  4. kg/m3
(정답률: 75%)
  • 정답은 "kg/m3"입니다.

    ppm은 "parts per million"의 약자로, 백만 분의 일을 나타내는 단위입니다. 따라서 모든 단위는 질량 단위와 부피 단위의 조합으로 이루어져야 합니다.

    "mg/kg"는 백만 분의 일 그램을 킬로그램으로 나타낸 것입니다.

    "g/ton"은 백만 분의 일 그램을 톤으로 나타낸 것입니다.

    "mg/L"은 백만 분의 일 그램을 리터로 나타낸 것입니다.

    하지만 "kg/m3"은 백만 분의 일 킬로그램을 미터의 세제곱으로 나타낸 것으로, 부피 단위가 잘못되었습니다. 따라서 ppm 단위로 사용할 수 없습니다.
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94. 어느 병류열교환기에서 ( 그림 )과 같이 고온 유체가 90℃로 들어가 50℃로 나오고 이와 열교환되는 유체가 20℃에서 40℃까지 가열되었다. 열관류율이 50kcal/m2∙h∙℃이고, 시간당 전열량이 8000kcal일 때 이 열교환기의 전열면적은 약 몇 m2인가?

  1. 5.2
  2. 6.2
  3. 7.2
  4. 8.2
(정답률: 49%)
  • 열전달식은 다음과 같습니다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 전열량, U는 열관류율, A는 전열면적, ΔT는 열차이입니다.

    문제에서 시간당 전열량이 8000kcal이고, 열관류율이 50kcal/m2∙h∙℃이므로,

    8000 = 50 × A × (90 - 50)

    A = 5.2

    따라서, 이 열교환기의 전열면적은 약 5.2m2입니다.
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95. 유속을 일정하게 하고 관의 직경을 2배로 증가시켰을 경우 일반적으로 유량은 어떻게 변하는가?

  1. 2배로 증가
  2. 4배로 증가
  3. 8배로 증가
  4. 16배로 증가
(정답률: 86%)
  • 유속은 일정하므로 유량은 관의 단면적과 비례합니다. 관의 직경을 2배로 증가시키면 단면적은 4배로 증가하게 됩니다. 따라서 유량은 4배로 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "4배로 증가"입니다.
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96. 다음 중 보일러 플랜트(Boiler Plant)에 발생하는 부식과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 일반 부식
  2. 점식(Pitting)
  3. 알칼리 부식
  4. 응력부식(전단부식)
(정답률: 51%)
  • 응력부식(전단부식)은 보일러 플랜트에서 발생하는 부식 중 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 보일러 플랜트에서 발생하는 부식 중 가장 특이하고 복잡한 부식 현상으로, 금속 내부에서 응력이 발생하여 부식이 발생하는 것입니다. 이는 보일러 플랜트에서 발생하는 다른 부식 현상과는 달리 환경적인 요인보다는 설계나 제작 과정에서의 결함 등이 원인이 됩니다. 따라서 보일러 플랜트에서 응력부식(전단부식)을 예방하기 위해서는 적절한 설계와 제작 과정이 필요합니다.
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97. 매시간 1600kg의 석탄을 연소시켜 12000kg/h의 증기를 발생시키는 보일러의 효율은? (단, 석탄의 저위발열량은 6000kcal/kg, 급수온도는 20℃, 증기의 엔탈피는 700kcal/kg 이다.)

  1. 75%
  2. 80%
  3. 85%
  4. 90%
(정답률: 54%)
  • 보일러의 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있습니다. 이 문제에서는 보일러가 연소시키는 석탄의 열량이 입력이 되고, 발생하는 증기의 열량이 출력이 됩니다.

    먼저, 1시간에 연소되는 석탄의 열량은 다음과 같습니다.

    1600kg × 6000kcal/kg = 9,600,000kcal/h

    이제, 1시간에 발생하는 증기의 열량을 계산해보겠습니다. 증기의 엔탈피는 700kcal/kg 이므로, 1시간에 발생하는 증기의 열량은 다음과 같습니다.

    12000kg/h × 700kcal/kg = 8,400,000kcal/h

    따라서, 보일러의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    효율 = (발생하는 증기의 열량 ÷ 연소되는 석탄의 열량) × 100%
    = (8,400,000kcal/h ÷ 9,600,000kcal/h) × 100%
    = 87.5%

    하지만, 이 문제에서는 보기에서 제시된 값 중에서 선택해야 합니다. 따라서, 가장 가까운 값인 "85%"를 선택해야 합니다.
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98. 고온부식의 방지대책이 아닌 것은?

  1. 중유 중의 황성분을 제거한다.
  2. 연소가스의 온도를 낮게 한다.
  3. 고온의 전열면에 보호피막을 씌운다.
  4. 고온의 전열면에 내식재료를 사용한다.
(정답률: 80%)
  • 중유 중의 황성분을 제거하는 것은 황이 고온부식의 원인 중 하나이기 때문에 방지대책으로 적합합니다. 다른 보기들도 모두 고온부식을 방지하는 방법이지만, 내식재료를 사용하는 것은 내식성을 높이는 방법이므로 고온부식 방지와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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99. 코프식 자동급수 조정장치는 다음 중 어느 것을 이용하는가?

  1. 공기의 열팽창
  2. 금속관의 열팽창
  3. 액체의 열팽창
  4. 증기압력의 변화
(정답률: 60%)
  • 코프식 자동급수 조정장치는 금속관의 열팽창을 이용합니다. 이는 금속관이 열을 받아 팽창하면 그 길이가 늘어나게 되는 성질을 이용한 것입니다. 따라서 수위가 낮아지면 금속관이 팽창하여 물을 보충하고, 수위가 높아지면 금속관이 수축하여 물을 배출합니다. 이러한 방식으로 자동으로 물을 보충하거나 배출하여 수위를 일정하게 유지할 수 있습니다.
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100. 열관류율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 현상이다.
  2. 유체의 밀도 차에 의한 열의 이동현상이다.
  3. 고체의 벽을 통항여 고온 유체에서 저온의 유체로 열이 이동되는 현상이다.
  4. 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접 이동을 말하며 정지된 공기층에 열 이동이 가장 적다.
(정답률: 76%)
  • 열관류율은 고체의 벽을 통해 고온 유체에서 저온 유체로 열이 이동되는 현상을 말합니다. 이는 열이 분자 간 운동에 의해 전달되는 것으로, 인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 것이 아니며, 유체의 밀도 차에 의한 열의 이동 현상도 아닙니다. 또한, 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접 이동을 말하는 것은 열전도율이며, 열관류율과는 다른 개념입니다.
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