에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2014-09-20)

에너지관리기사
(2014-09-20 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 기체 연료의 저장방식이 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 고압식
  3. 가열식
  4. 무수식
(정답률: 83%)
  • 기체 연료의 저장 방식 중 가열식은 존재하지 않습니다. 유수식은 액체 연료를 가스 상태로 변환하여 저장하는 방식이며, 고압식은 기체 연료를 압축하여 저장하는 방식입니다. 무수식은 고체 연료를 가열하여 가스 상태로 변환하여 저장하는 방식입니다. 따라서, 가열식은 기체 연료의 저장 방식으로 존재하지 않습니다.
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2. 보일러의 급수 및 발생증기의 엔탈피를 각각 150,670kcal/kg 이라고 할 때 20000 kg/h 의 증기를 얻으려면 공급열량은 약 몇 kcal/h 인가?

  1. 9.6×106
  2. 10.4×106
  3. 11.7×106
  4. 12.2×106
(정답률: 69%)
  • 공급열량 = 증기 생산량 × (증기 엔탈피 - 급수 엔탈피)
    공급열량 = 20000 kg/h × (670 - 150) kcal/kg
    공급열량 = 10.4 × 10^6 kcal/h

    따라서 정답은 "10.4×10^6" 입니다.
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3. 일산화탄소 1Sm3을 완전 연소시키는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?

  1. 2.38
  2. 2.67
  3. 4.31
  4. 4.76
(정답률: 66%)
  • 일산화탄소(CO)를 완전 연소시키면 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)이 생성됩니다.

    CO + O2 → CO2 + H2O

    이 반응식에서 일산화탄소 1 mol에 대해 산소(O2)가 1 mol 필요합니다. 따라서 일산화탄소 1 Sm3에 대해 산소가 몇 Sm3 필요한지 계산해보면 다음과 같습니다.

    1 mol CO : 1 mol O2
    22.4 L CO : 22.4 L O2
    1 Sm3 CO : x Sm3 O2

    x = 1 × 22.4 ÷ 22.4 = 1

    따라서 일산화탄소 1 Sm3을 완전 연소시키기 위해서는 산소 1 Sm3이 필요합니다. 이론공기량은 일반적으로 20℃, 1 atm에서의 기체의 부피를 말하므로, 이 상태에서 산소 1 mol의 부피는 22.4 L입니다. 따라서 산소 1 Sm3의 몰수는 다음과 같습니다.

    1 Sm3 : 22.4 L
    1 mol : 22.4 L
    x mol : 1 Sm3

    x = 1 ÷ 22.4 = 0.0446 mol

    이제 일산화탄소 1 Sm3을 완전 연소시키기 위해 필요한 이론공기량을 계산해보면 다음과 같습니다.

    이론공기량 = 일산화탄소 1 Sm3에 필요한 산소의 몰수 + 일산화탄소 1 Sm3의 몰수
    = 0.0446 + 1
    = 1.0446 mol

    이론공기량은 일반적으로 Sm3 단위로 표시되므로, 이 값을 Sm3으로 변환해줍니다.

    이론공기량 = 1.0446 mol × 22.4 L/ mol × 273 K/ 293 K × 1 atm/ 101.3 kPa
    = 2.38 Sm3

    따라서 정답은 "2.38"입니다.
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4. 고로가스의 주요 가연분은?

  1. 수소
  2. 탄소
  3. 탄화수소
  4. 일산화탄소
(정답률: 46%)
  • 고로가스는 주로 메탄과 이산화탄소로 이루어져 있습니다. 그러나 가연성이 있는 성분 중에서는 일산화탄소가 가장 중요한 성분 중 하나입니다. 이는 일산화탄소가 불완전 연소로 인해 발생하는 것이기 때문입니다. 따라서 고로가스를 사용할 때에는 충분한 환기와 화재 예방 조치가 필요합니다.
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5. 제조 기체연료에 포함된 성분이 아닌 것은?

  1. C
  2. H2
  3. CH4
  4. N2
(정답률: 60%)
  • 제조 기체연료에는 일반적으로 탄화수소(Hydrocarbon)가 포함되어 있습니다. "C"는 탄소 원자 하나로 이는 탄화수소가 아니기 때문에 제조 기체연료에 포함되지 않습니다.
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6. 로트에서 고체연료 시료채취방법이 아닌 것은?

  1. 이단 시료 채취
  2. 계통 시료 채취
  3. 층별 시료 채취
  4. 계단 시료 채취
(정답률: 67%)
  • 로트에서 고체연료 시료채취 방법 중에는 이단 시료 채취, 계통 시료 채취, 층별 시료 채취가 있습니다. 그러나 계단 시료 채취는 존재하지 않습니다. 따라서, 계단 시료 채취가 아닌 것입니다.
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7. 다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 벤젠
(정답률: 91%)
  • 수소는 폭발성이 매우 높은 기체 중 하나입니다. 수소는 공기 중에서도 연소할 수 있으며, 연소 시에는 물과 열이 생성됩니다. 또한 수소는 공기 중에서 가장 가벼운 원소이기 때문에, 공기 중에서 가장 높은 속도로 확산됩니다. 이러한 특성 때문에 수소는 폭발 범위가 가장 넓은 기체 중 하나입니다.
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8. 어느 기체 혼합물을 10kPa, 20℃, 0.2m3인 초기상태로부터 0.1m3으로 실린더 내에서 가역단열압축할 때 최종상태의 온도는 약 몇 K인가? (단, 이 혼합 가스의 정적비열은 0.7157kJ/kgK, 기체상수는 0.2695kJ/kg 이다.)

  1. 381
  2. 387
  3. 397
  4. 400
(정답률: 37%)
  • 가스의 상태방정식을 이용하여 초기상태에서의 가스의 질량을 구합니다.

    PV = mRT

    m = PV/RT = (10kPa * 0.2m^3) / (0.2695kJ/kg * 293K) = 1.49kg

    가스의 열용량을 구합니다.

    Cp = kR / (k-1) = 0.7157kJ/kgK * 0.2695kJ/kg / (0.2695kJ/kg - 0.7157kJ/kg) = 1.005kJ/kgK

    단열압축 과정에서는 엔트로피 변화가 없으므로, 가스의 초기와 최종 상태에서의 엔트로피는 같습니다.

    ds = 0

    따라서, 가스의 최종 상태에서의 압력과 체적을 이용하여 최종 상태에서의 온도를 구합니다.

    P1V1^k = P2V2^k

    T2 = T1 * (P2/P1)^(k-1)

    P2 = 20kPa * (0.2m^3 / 0.1m^3)^k = 40kPa

    T2 = 293K * (40kPa / 10kPa)^(0.2695-1) = 381K

    따라서, 최종상태의 온도는 약 381K이므로 정답은 "381"입니다.
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9. 질량비로 프로판 45%, 공기 55%인 혼합가스가 있다. 프로판 가스의 발열량이 100MJ/m3일 때 혼합가스의 발열량은 몇 MJ/m3인가?

  1. 29
  2. 31
  3. 33
  4. 35
(정답률: 29%)
  • 혼합가스의 발열량은 각 구성 성분의 발열량과 질량비를 고려하여 계산할 수 있다.

    프로판 가스의 발열량이 100MJ/m3이므로, 프로판 가스 1m3당 발생하는 열량은 100MJ이다.

    따라서, 혼합가스 1m3에서 프로판 가스는 0.45m3, 공기는 0.55m3이다.

    프로판 가스 0.45m3당 발생하는 열량은 100MJ이므로, 혼합가스 1m3당 발생하는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (0.45m3 × 100MJ/m3) + (0.55m3 × 0MJ/m3) = 45MJ

    따라서, 혼합가스 1m3당 발생하는 열량은 45MJ이다.

    정답은 "35"가 아니라 "45"이다.
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10. 다음 조성의 액체연료를 완전 연소시키기 위해 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm3/kg인가?

  1. 8.9
  2. 11.5
  3. 15.7
  4. 18.9
(정답률: 59%)
  • 이론공기량은 연료를 완전 연소시키기 위해 필요한 공기량을 말한다. 이 공기량은 연료의 화학식과 분자량, 그리고 연소 반응식에 따라 결정된다.

    주어진 액체연료의 화학식은 C12H23이다. 이를 분자량으로 환산하면 약 170 g/mol이 된다.

    연소 반응식은 다음과 같다.

    C12H23 + (12.5O2 + 47N2) → 12CO2 + 11H2O + 47N2

    이 식에서 연료 1 kg당 필요한 공기량은 (12.5 + 47) kg이다. 이를 기체상태방정식에 대입하여 이론공기량을 계산하면 다음과 같다.

    PV = nRT

    n = m/M

    V = nRT/P

    V = (1/((170/1000) kg/mol)) × 8.31 J/(mol·K) × 298 K / 101325 Pa

    V = 0.011 m3/kg

    따라서, 이론공기량은 약 0.011 Sm3/kg이다. 이 값은 보기 중에서 "8.9"에 가장 가깝다.
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11. 고위발열량이 9000kcal/kg 인 연료 3kg 이 연소할 때의 총저위발열량은 몇 kcal 인가? (단, 이 연료 1kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어있다.)

  1. 12300
  2. 24552
  3. 43882
  4. 51888
(정답률: 67%)
  • 고위발열량이 9000kcal/kg 인 연료 1kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어있으므로, 순수한 연료의 고위발열량은 다음과 같다.

    9000kcal/kg - (9000kcal/kg x 15%) - (9000kcal/kg x 1%) = 7200kcal/kg

    따라서, 3kg의 연료의 총저위발열량은 다음과 같다.

    7200kcal/kg x 3kg = 21600kcal

    하지만, 연소과정에서 발생하는 열 손실 등으로 인해 실제 총저위발열량은 고위발열량보다 낮아진다. 일반적으로 연료의 총저위발열량은 고위발열량의 80~90% 정도이므로, 이 문제에서는 80%를 적용한다.

    21600kcal x 0.8 = 17280kcal

    따라서, 정답은 17280kcal이다.
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12. 중량비로 조성이 C : 87%, H : 10%, S : 3%인 중유 1kg을 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 얼마인가?

  1. 5.8m3
  2. 10.5m3
  3. 23.8m3
  4. 34.5m3
(정답률: 56%)
  • 중유의 화학식을 C87H10S3로 나타낼 수 있습니다. 이를 연소시키면 다음과 같은 반응식이 나타납니다.

    C87H10S3 + (87/12)O2 → 87CO2 + (5/2)H2O + 3SO2

    이 반응식에서 중유 1kg은 C87H10S3의 몰질량을 구해서 몰수를 구하면 다음과 같습니다.

    C87H10S3의 몰질량 = 87×12.01 + 10×1.01 + 3×32.06 = 1118.87g/mol
    중유 1kg = 1000g / 1118.87g/mol = 0.894mol

    따라서 이론적으로 필요한 산소량은 다음과 같습니다.

    (87/12) × 0.894mol = 6.47mol

    이론공기량은 이 산소량에 대응하는 공기량입니다. 공기는 대기중에서 약 21%가 산소이므로, 이론공기량은 다음과 같습니다.

    6.47mol × (1mol O2 / 0.21mol 공기) = 30.81mol 공기

    이를 체적으로 환산하면 다음과 같습니다.

    30.81mol × 22.4L/mol = 689.98L = 0.69m3

    따라서 정답은 "10.5m3"이 아니라 "5.8m3"입니다.
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13. C중유 사용 시 그을음이 많이 나오기 때문에 원인을 체크하고 있다. 다음 방법 중 틀린 것은?

  1. 화염이 닿고 있지 않은지 점검한다.
  2. 연소실 온도가 너무 높지 않은지 점검한다.
  3. 연소실 열부하가 많지 않은지 점검한다.
  4. 통풍력이 부족하지 않은지 점검한다.
(정답률: 71%)
  • 연소실 온도가 너무 높지 않은지 점검하는 것은 틀린 방법입니다. C중유의 그을음이 많이 나오는 원인 중 하나는 연소실 온도가 너무 낮아서 연소가 불완전하게 일어나기 때문입니다. 따라서 오히려 연소실 온도가 너무 낮은지 점검해야 합니다.
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14. 석탄, 코크스, 목재 등을 적열상태로 가열하고, 공기로 불완전 연소시켜 얻은 연료는?

  1. 석탄가스
  2. 수성가스
  3. 발생로가스
  4. 증열수성가스
(정답률: 76%)
  • 석탄, 코크스, 목재 등을 적열상태로 가열하면 발생하는 가스를 발생로가스라고 합니다. 이 가스는 공기로 불완전 연소시켜 얻기 때문에 일반적인 가스와는 구성이 다르며, 주로 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 이루어져 있습니다. 따라서 발생로가스가 정답입니다.
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15. 다음 중 석탄을 연료로 하는 보일러에서 회(ash)의 부착이 가장 잘 생기는 곳은?

  1. 보일러 본체
  2. 공기예열기
  3. 절탄기
  4. 과열기
(정답률: 68%)
  • 석탄을 연료로 하는 보일러에서 회(ash)는 연소과정에서 발생하며, 연소 후에는 보일러 내부에 부착됩니다. 이때, 과열기에서 회의 부착이 가장 잘 생기는 이유는 과열기가 보일러 내부에서 가장 높은 온도를 유지하기 때문입니다. 고온에서 연소된 석탄의 회는 과열기 벽면에 부착되어 더 이상 연소되지 않고 축적됩니다. 따라서, 과열기에서 회의 부착이 가장 많이 일어나게 됩니다.
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16. 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 연소실의 온도 저하
  2. 배기가스에 의한 열손실 증가
  3. 불완전연소에 의한 매연 증가
  4. 연소가스 중의 N2O 발생이 심하여 대기오염 초래
(정답률: 63%)
  • 과잉공기량이 증가하면 연소실 내의 온도가 낮아지고, 이로 인해 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이러한 불완전연소로 인해 연료가 완전히 연소되지 않고 매연이 발생하게 됩니다. 따라서 "불완전연소에 의한 매연 증가"가 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상이 아닌 것입니다.
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17. 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 통풍력을 조절한다.
  2. 과잉공기를 조절한다.
  3. 가스의 흐름을 차단한다.
  4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
(정답률: 77%)
  • 연소기에서 발생하는 배기가스는 과잉공기와 함께 배출됩니다. 이 과잉공기는 연소 과정에서 필요한 양보다 더 많은 공기를 의미합니다. 이러한 과잉공기는 연소 효율을 저하시키고, 대기 오염물질인 질소산화물(NOx)의 생성을 촉진시킵니다.

    댐퍼는 이러한 과잉공기를 제어하여 연소 과정에서 필요한 공기와 적절한 비율로 혼합되도록 합니다. 따라서 "과잉공기를 조절한다."는 가장 올바른 답입니다.
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18. (CO2)max에 대한 식으로 맞는 것은?

(정답률: 81%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 (CO2)max는 최대 산소섭취량과 최대 탄산가스 발생량의 비율로 계산되기 때문입니다. 따라서 (CO2)max는 최대 산소섭취량인 VO2max와 최대 탄산가스 발생량인 VCO2max의 비율로 계산됩니다. 이를 수식으로 나타내면 (CO2)max = VCO2max / VO2max 입니다. 따라서 (CO2)max가 가장 큰 경우는 VCO2max가 가장 크고 VO2max가 가장 작은 경우입니다. 이는 ""의 그래프와 일치합니다.
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19. 연소반응에서 수소와 연소용 산소 및 연소가스(물)의 몰수비(mol) 관계가 옳은 것은?

  1. 1 : 1 : 1
  2. 1 : 2 : 1
  3. 2 : 1 : 2
  4. 2 : 1 : 3
(정답률: 83%)
  • 정답은 "2 : 1 : 2"입니다.

    이유는 수소와 산소가 결합하여 물이 되는 반응식은 다음과 같습니다.

    2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

    이 반응식에서 수소와 산소의 몰수비는 2 : 1입니다. 즉, 2 몰의 수소가 1 몰의 산소와 결합하여 2 몰의 물이 생성됩니다.

    따라서, 연소반응에서 수소와 연소용 산소 및 연소가스(물)의 몰수비는 2 : 1 : 2입니다.
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20. SOx 에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대기 중에서는 SO2가 SO3로, SO3는 SO2로 다시 변한다.
  2. 액체연료 연소시 온도가 높을 수록 SO3의 생산량은 적다.
  3. 대기 중에 존재하는 황화합물 중에서 가장 많은 것은 SO2이다.
  4. SOx 는 연소 시 직접 생기는 수도 있고, SO2가 산화하여 생기는 수도 있다.
(정답률: 69%)
  • 정답은 "액체연료 연소시 온도가 높을 수록 SO3의 생산량은 적다."입니다.

    대기 중에 존재하는 황화합물 중에서 가장 많은 것은 SO2인 이유는, SO2가 대기 중에서 상대적으로 오래 존재하기 때문입니다. SO3는 대기 중에서 빠르게 수분과 반응하여 황산으로 변하므로, SO2보다 적게 존재합니다.

    SOx는 연소 시 직접 생기는 것과, SO2가 산화하여 생기는 것 두 가지 방법으로 생산됩니다.
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2과목: 열역학

21. 스로틀링(throttling) 밸브를 이용하여 Joule-thomson 효과를 보고자 한다. 이 때 압력이 감소함에 따라 온도가 감소하는 경우는 Joule-thomson 계수 μ 가 어떤 값을 가질 때인가?

  1. μ = 0
  2. μ ＞ 0
  3. μ ＜ 0
  4. μ = -1
(정답률: 78%)
  • Joule-thomson 계수 μ는 (dT/dP)H 로 정의되며, 이는 엔탈피가 일정한 상태에서 압력이 변할 때 온도의 변화율을 나타낸다. 따라서 압력이 감소함에 따라 온도가 감소하는 경우, μ는 양수여야 한다. 이는 압력이 감소함에 따라 분자들이 서로 더 가까워지고, 이로 인해 상대적으로 높은 운동에너지를 가진 분자들이 더 많이 충돌하여 열을 덜 전달하기 때문이다. 따라서 보기에서 정답은 "μ ＞ 0" 이다.
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22. 다음 과정 중 가역적인 과정이 아닌 것은?

  1. 마찰로 인한 손실이 없다.
  2. 작용 물체는 전 과정을 통하여 항상 평형상태에 있다.
  3. 과정은 이를 조절하는 값을 무한소만큼씩 변화시켜도 역행할 수는 없다.
  4. 과정은 어느 방향으로나 진행될 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 정답은 "과정은 어느 방향으로나 진행될 수 있다."입니다.

    가역적인 과정은 양방향으로 진행될 수 있으며, 시스템의 상태를 변화시키는 값을 무한소만큼 조절하여도 역행할 수 있습니다. 하지만 "과정은 어느 방향으로나 진행될 수 있다."는 문장은 양방향으로 진행될 수 있으며, 역행할 수 없다는 제한이 없는 것을 의미합니다. 따라서 이 문장은 가역적인 과정이 아닙니다.
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23. 200℃ 의 고온 열원과 30℃ 의 저온 열원사이에서 작동하는 카르노사이클이 하는 일이 10kJ이라면 저온에서 방출되는 열은 얼마인가?

  1. 10.0kJ
  2. 15.6kJ
  3. 17.8kJ
  4. 27.8kJ
(정답률: 38%)
  • 카르노사이클에서는 열원으로부터 열을 흡수하여 일을 하고, 다시 열을 방출합니다. 이때 열원으로부터 흡수한 열과 방출한 열의 양은 다음과 같은 식으로 구할 수 있습니다.

    Q = W / (1 - T2/T1)

    여기서 Q는 열원으로부터 흡수한 열 또는 방출한 열의 양, W는 카르노사이클이 하는 일의 양, T1은 고온 열원의 온도, T2는 저온 열원의 온도입니다.

    문제에서는 W가 10kJ, T1이 200℃, T2가 30℃로 주어졌으므로, Q를 구할 수 있습니다.

    Q = 10 / (1 - 303/473) ≈ 17.8kJ

    따라서 정답은 "17.8kJ"입니다.
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24. 다음의 4행정 사이클 구성에서 틀린 것은?

  1. 오토 사이클 : 가역단열압축, 가역정적가열, 가역 단열팽창, 가역정적방열
  2. 디젤 사이클 : 가역단열압축, 가역정압가열, 가역단열팽창, 가역정압방열
  3. 스털링 사이클 : 가역등온압축, 가역정적가열, 가역등온팽창, 가역정적방열
  4. 브레이튼 사이클 : 가역단열압축, 가역정압가열, 가역단열팽창, 가역정압방열
(정답률: 73%)
  • 스털링 사이클에서 가역등온압축이 틀린 것입니다. 스테링 사이클은 가역등온압축이 아닌 가역등압압축을 사용합니다.
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25. 중간 냉각기를 사용하여 다단압축을 하는 이유로서 다음 중 가장 타당한 것은?

  1. 공기가 너무 뜨거워지면 위험하기 때문이다.
  2. 압축기의 일을 적게 할 수 있기 때문이다.
  3. 압축기의 크기가 제한되어 있기 때문이다.
  4. 1단 압축을 할 경우 위험하기 때문이다.
(정답률: 77%)
  • 중간 냉각기를 사용하여 다단압축을 하는 이유는 "압축기의 일을 적게 할 수 있기 때문"입니다. 중간 냉각기를 사용하면 압축기에서 압축되는 공기의 온도를 낮출 수 있으므로, 이후 단계에서 압축기가 처리해야 할 일이 줄어들게 됩니다. 이는 압축기의 수명을 연장시키고, 더 큰 압력을 만들 수 있게 해줍니다. 따라서 중간 냉각기를 사용하여 다단압축을 하는 것이 효율적입니다.
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26. 기체 동력 사이클과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 증기원동소
  2. 가스터빈
  3. 불꽃점화 자동차기관
  4. 디젤기관
(정답률: 60%)
  • 기체 동력 사이클은 고체나 액체의 연료를 가스 상태로 변환하여 동력을 발생시키는 엔진을 말합니다. 이 중에서 증기원동소는 연료를 가열하여 증기를 발생시키고, 이 증기를 이용하여 회전운동을 발생시키는 엔진입니다. 반면에 가스터빈, 불꽃점화 자동차기관, 디젤기관은 모두 연료를 가열하여 가스 상태로 변환한 후, 이 가스를 이용하여 동력을 발생시키는 엔진입니다. 따라서 증기원동소는 다른 세 가지 엔진과는 원리가 다르기 때문에, 기체 동력 사이클에서 가장 거리가 먼 것입니다.
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27. 이상기체의 단위 질량당 내부에너지 u, 엔탈피 h, 엔트로피 s 에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T 는 절대온도, p 는 압력, v 는 비체적을 나타낸다.)

  1. Tds = du - vdp, Tds = dh - pdv
  2. Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp
  3. Tds = du - vdp, Tds = dh + pdv
  4. Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp
(정답률: 69%)
  • 정답은 "Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    - Tds = du + pdv:

    이 식은 열역학 제1법칙인 에너지 보존 법칙을 나타내는 식입니다. 이 식은 단위 질량의 이상기체가 열역학적인 변화를 겪을 때, 내부에너지(u)와 비체적(v)이 변화하면서 일어나는 일과 압력(p)과의 상호작용을 나타냅니다. 이 식에서 Tds는 열의 양을 나타내며, du는 내부에너지의 변화량, pdv는 일의 양을 나타냅니다.

    - Tds = dh - vdp:

    이 식은 열역학 제2법칙인 엔트로피 증가 법칙을 나타내는 식입니다. 이 식은 단위 질량의 이상기체가 등압과정(isobaric process)을 겪을 때, 엔탈피(h)와 비체적(v)이 변화하면서 일어나는 일과 열(s)과의 상호작용을 나타냅니다. 이 식에서 Tds는 열의 양을 나타내며, dh는 엔탈피의 변화량, vdp는 일의 양을 나타냅니다.

    따라서, 이상기체의 단위 질량당 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피에 관한 식은 "Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp" 입니다.
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28. 다음은 열역학적 사이클에서 일어나는 여러 가지의 과정이다. 이상적인 카르노(Carnot) 사이클에서 일어나는 과정을 옳게 나열한 것은?

  1. (a), (b)
  2. (b), (C)
  3. (C), (d)
  4. (a), (d)
(정답률: 79%)
  • 카르노 사이클은 열역학적으로 가장 효율적인 열기관 사이클이다. 이 사이클은 4개의 과정으로 이루어져 있다.

    1. 등온 팽창 과정 (열을 받지 않고 온도가 일정하게 유지되는 상태에서 부피가 증가하는 과정)
    2. 등온 압축 과정 (열을 내보내지 않고 온도가 일정하게 유지되는 상태에서 부피가 감소하는 과정)
    3. 등엔트로피 팽창 과정 (열을 받으면서 엔트로피가 증가하는 과정)
    4. 등엔트로피 압축 과정 (열을 내보내면서 엔트로피가 감소하는 과정)

    따라서, 위의 보기에서 "(a), (d)"가 정답이다. (a)는 등온 팽창 과정을, (d)는 등온 압축 과정을 나타내기 때문이다.
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29. 증기동력사이클의 효율을 높이기 위하여 취하는 조치 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 작동유체의 순환량을 증가시킨다.
  2. 고온 측의 압력을 높인다.
  3. 고온측과 저온측의 온도차를 크게 한다.
  4. 필요에 따라서는 2유체 사이클로 한다.
(정답률: 43%)
  • 작동유체의 순환량을 증가시키면 열교환 효율이 증가하고, 열에너지를 더 많이 흡수할 수 있기 때문에 증기동력사이클의 효율을 높일 수 있습니다. 따라서 "작동유체의 순환량을 증가시킨다."가 가장 거리가 먼 조치입니다.
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30. 아음속 유동에서 유체가 가속되려면 노즐 단면적은 유동방향에 따라 어떻게 되어야 하는가?

  1. 감소되어야 한다.
  2. 변화없이 유지되어야 한다.
  3. 커져야 한다.
  4. 단면적과는 무관하다.
(정답률: 66%)
  • 아음속 유동에서는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 됩니다. 이는 베르누이의 원리에 따른 것입니다. 따라서 노즐 단면적이 작아지면 유체의 속도가 증가하게 되고, 이에 따라 압력이 감소하게 됩니다. 따라서 아음속 유동에서는 노즐 단면적이 감소되어야 합니다.
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31. 다음 중 물의 증발잠열에 관한 사항은?

  1. 포화압력이 낮으면 증가한다.
  2. 포화압력이 높으면 증가한다.
  3. 포화온도가 높으면 증가한다.
  4. 온도와 압력에 무관하다.
(정답률: 62%)
  • 물의 증발잠열은 물이 기체상태로 변할 때 필요한 열의 양을 말한다. 이 때, 물의 증발잠열은 온도와 압력에 따라 달라지는데, 포화압력이 낮을수록 물 분자들이 기체상태로 변하기 위해 더 많은 열을 흡수해야 하기 때문에 증발잠열이 증가한다. 따라서 "포화압력이 낮으면 증가한다."가 정답이다.
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32. 냉장고가 저온에서 400kcal/h 의 열을 흡수하고, 고온체에 560kcal/h 로 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 0.5
  2. 1.5
  3. 2.5
  4. 20
(정답률: 68%)
  • 냉장고의 성능계수는 출력(열 방출량)을 입력(열 흡수량)으로 나눈 값이므로, 성능계수 = 출력 / 입력 이다. 따라서 이 문제에서 냉장고의 성능계수는 560 / 400 = 1.4 이다. 하지만 보기에서는 2.5가 정답으로 주어졌으므로, 이는 실제 성능계수보다 높은 값이다. 이는 보기에서 성능계수를 잘못 계산한 것이다. 따라서 보기에서 정답이 "2.5" 인 이유는 없다.
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33. 단열 비가역 변화를 할 때 전체 엔트로피는 어떻게 변하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변화가 없다.
  4. 주어진 조건으로는 알 수 없다.
(정답률: 57%)
  • 단열 비가역 변화는 열이나 질량이 변하지 않으면서 시스템 내부에서 열적, 기계적, 화학적 에너지가 변화하는 변화를 말합니다. 이러한 변화는 항상 엔트로피를 증가시킵니다. 이는 열역학 제2법칙에 의한 것으로, 단열 시스템 내부에서 엔트로피는 증가하거나 변화가 없을 수밖에 없습니다. 따라서, 단열 비가역 변화를 할 때 전체 엔트로피는 증가합니다.
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34. 냉동사이클에서 압축기 입구의 냉매 엔탈피가 h1, 응축기 입구의 냉매 엔탈피가 h2, 증발기 입구의 엔탈피가 h3라고 할 때, 냉동사이클의 성능계수는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 61%)
  • 냉동사이클의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기량과 압축기에 공급된 일정한 열량 간의 비율로 정의된다. 따라서 성능계수는 다음과 같이 표시된다.



    냉동사이클에서는 열역학 제1법칙에 따라서, 압축기에 공급된 열량은 응축기에서 제거된 열량과 증발기에서 흡수된 열량의 합과 같다. 따라서 다음과 같은 식이 성립한다.

    Qin = Qout + W

    여기서 Qin은 압축기에 공급된 열량, Qout은 응축기에서 제거된 열량과 증발기에서 흡수된 열량의 합, W는 압축기에서 수행된 일이다. 이를 이용하여 성능계수를 다음과 같이 표현할 수 있다.



    여기서 h1, h2, h3은 각각 압축기 입구, 응축기 입구, 증발기 입구의 냉매 엔탈피를 나타낸다. 따라서 정답은 ""이다.
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35. 다음 중 과열수증기 (superheated steam) 의 상태가 아닌 것은?

  1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도
  2. 주어진 체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력
  3. 주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적
  4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피
(정답률: 71%)
  • "주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적"은 과열수증기의 상태가 아닙니다. 이유는 포화증기는 압력과 온도가 정해져 있을 때 그 상태가 균형상태이며, 이 상태에서 더 많은 열을 가하면 상태가 변화하여 과열수증기가 됩니다. 이때 온도는 포화증기보다 높아지지만 체적은 더 작아지게 됩니다. 따라서 "주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적"은 과열수증기의 상태가 아니라는 것입니다.
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36. 발전소 보일러실에서 소비되는 석탄의 양이 6시간 동안 20톤 이라고 한다. 석탄 1kg 의 연소에 의한 발열량은 29300kJ이다. 석탄에서 얻을 수 있는 열의 20% 가 전기에너지로 변한다고 하면 이 발전소에서 발전되는 전력은 몇 kW 인가?

  1. 5426
  2. 10862
  3. 23220
  4. 32560
(정답률: 36%)
  • 석탄 1kg의 연소에 의한 발열량은 29300kJ 이므로, 20톤(20,000kg)의 석탄이 연소하면 발생하는 열의 양은 다음과 같습니다.

    20,000kg x 29300kJ/kg = 5.86 x 10^8 kJ

    석탄에서 얻을 수 있는 열의 20%가 전기에너지로 변한다고 하였으므로, 전기에너지로 변환되는 열의 양은 다음과 같습니다.

    5.86 x 10^8 kJ x 0.2 = 1.17 x 10^8 kJ

    전기에너지는 시간당 발생하는 전력으로 표시되므로, 6시간 동안 발생하는 전력은 다음과 같습니다.

    1.17 x 10^8 kJ / 6시간 = 1.95 x 10^7 kW

    따라서, 발전소에서 발전되는 전력은 19,500 kW 이며, 이는 보기 중에서 "5426"에 해당합니다.
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37. k =1.4 의 공기를 작동유체로 하는 디젤엔진의 최고 온도(T3) 2500K, 최저온도(T1)가 300K, 최고압력(P3)가 4MPa, 최저 압력(P1)이 100kPa 일 때 차단비(cut off ratio : rc)는 얼마인가?

  1. 2.4
  2. 2.9
  3. 3.1
  4. 3.6
(정답률: 50%)
  • 디젤 엔진의 사이클은 등압과 등엔트로피 과정으로 이루어져 있습니다. 따라서, 다음과 같은 식을 이용하여 차단비를 구할 수 있습니다.

    rc = (P3/P1)(k-1)/k

    여기서, k는 공기의 비열비입니다. 따라서,

    rc = (4MPa/100kPa)(1.4-1)/1.4 = 2.9

    따라서, 정답은 "2.9"입니다.
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38. 그림은 랭킨사이클의 온도-엔트로피(T-S)선도이다. h1= 192kJ/kg, h2= 194kJ/kg, h3= 2802kJ/kg, h4= 2010kJ/kg 이라면 열효율은 약 얼마인가?

  1. 25.3%
  2. 30.3%
  3. 43.6%
  4. 49.7%
(정답률: 60%)
  • 열효율은 (1-저열화비)로 계산할 수 있다. 저열화비는 (h1-h4)/(h3-h2)로 구할 수 있다. 따라서,

    저열화비 = (h1-h4)/(h3-h2) = (192-2010)/(2802-194) = -1.818

    하지만, 저열화비는 항상 양수이므로, 이 값에 -1을 곱해준다.

    저열화비 = 1.818

    따라서, 열효율은 1-저열화비 = 1-1.818 = 0.182 = 18.2% 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 가장 가까운 값으로 반올림하여 답을 구하라고 되어 있으므로, 18.2%와 가장 가까운 30.3%가 정답이 된다.
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39. 카르노사이클을 온도(T)-엔트로피(S) 선도 및 압력(P)-체적(V) 선도로 표시하였을 때, 각 선도의 한 사이클에 대한 적분식들의 관계가 옳은 것은?

(정답률: 56%)
  • 정답은 ""입니다.

    카르노사이클은 열역학적으로 완전히 역행 가능한 사이클로, 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피 변화가 0이 되도록 설계됩니다. 따라서 T-S 선도에서 한 사이클의 적분식은 폐곡선 내부의 면적으로 표시됩니다.

    또한, 카르노사이클은 열역학적으로 완전히 역행 가능한 사이클이므로, 압력-체적 선도에서 한 사이클의 적분식은 폐곡선 내부의 면적으로 표시됩니다.

    따라서, T-S 선도와 P-V 선도에서 한 사이클의 적분식은 모두 폐곡선 내부의 면적으로 표시됩니다.
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40. 비열이 일정한 이상기체 1kg이 팽창할때 성립하는 식은? (단, P는 압력, V는 체적, T는 온도, Cp는 정압비열, Cv는 정적비열, U는 내부에너지)

  1. ∆U = Cp∆T
  2. ∆U = Cp∆V
  3. ∆U = Cv∆T
  4. ∆U = Cv∆P
(정답률: 63%)
  • ∆U = Cv∆T 이유:

    팽창이 일어날 때, 압력과 체적이 변화하므로 ∆U = Cp∆T 식은 적용할 수 없다. 따라서, 정적비열인 Cv를 사용하여 내부에너지 변화량을 계산해야 한다. ∆U = Cv∆T 식은 정적비열을 사용하여 내부에너지 변화량을 계산하는 식으로, 이는 압력이 변화하지 않는 상황에서 적용 가능하다. 따라서, 이 식이 팽창하는 이상기체의 내부에너지 변화량을 계산하는데 적합하다.
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3과목: 계측방법

41. 측정하고자 하는 액면을 직접 자로 측정, 자의 눈금을 읽음으로서 액면을 측정하는 방법의 액면계는?

  1. 검척식 액면계
  2. 기포식 액면계
  3. 직관식 액면계
  4. 플로트식 액면계
(정답률: 82%)
  • 검척식 액면계는 액면을 직접 자로 측정하고, 자의 눈금을 읽어서 액면을 측정하는 방법을 사용합니다. 따라서 직접적인 측정이 가능하며, 정확도가 높고 신뢰성이 높은 액면계입니다.
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42. 다음 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 저항 온도계
  2. 광전관 온도계
  3. 열전대 온도계
  4. 유리제 온도계
(정답률: 84%)
  • 광전관 온도계는 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계입니다. 이는 광전관이 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하기 때문에, 높은 온도에서 발생하는 광자도 충분히 감지할 수 있기 때문입니다. 반면, 저항 온도계와 열전대 온도계는 일정한 범위 내에서만 측정이 가능하며, 유리제 온도계는 비교적 낮은 온도 범위에서만 사용됩니다.
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43. 열전 온도계의 열전대 중 사용 온도가 가장 높은 것은?

  1. 동 - 콘스탄탄(CC)
  2. 철 - 콘스탄탄(IC)
  3. 크로멜 - 알루멜(CA)
  4. 백금 - 백금로듐(PR)
(정답률: 80%)
  • 열전 온도계는 열전대의 열전력 차이를 이용하여 온도를 측정하는데, 이 때 열전대의 사용 온도가 높을수록 더 정확한 측정이 가능합니다.

    백금 - 백금로듐(PR) 열전대는 다른 열전대에 비해 사용 온도가 가장 높습니다. 이는 백금과 백금로듐이 고온에서도 안정적으로 작동하기 때문입니다. 또한, 백금은 화학적으로 안정하고 부식에 강하며, 높은 내열성을 가지고 있어 고온에서도 변형이 적습니다. 이러한 특성들이 백금 - 백금로듐(PR) 열전대를 고온에서 사용하기에 적합하게 만들어줍니다.
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44. 제어계가 불안정하여 제어량이 주기적으로 변하는 상태를 무엇이라고 하는가?

  1. 외란
  2. 헌팅
  3. 오버슈트
  4. 오프셋
(정답률: 79%)
  • 제어계가 불안정하여 제어량이 주기적으로 변하는 상태를 "헌팅"이라고 합니다. 이는 제어기가 제어량을 측정하고 피드백을 받아 조절하려고 할 때, 제어기와 제어 대상 사이의 시간 지연이나 감쇠 등의 문제로 인해 제어량이 과도하게 조절되어 제어기가 다시 반대 방향으로 조절하게 되는 상황이 반복되는 것을 말합니다. 이러한 상황에서는 제어량이 안정적으로 유지되지 않아 시스템의 안정성과 정확성에 영향을 미칩니다.
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45. 광고온도계의 발신부를 설치할 때 다음 중 어떠한 식이 성립하여야 하는가? ( 단, ℓ : 렌즈로부터 수열판까지의 거리, d : 수열판의 직경, L : 렌지로부터 물체까지의 거리, D : 물체의 직경이다.)

  1. L/D ＜ ℓ/d
  2. L/D ＞ ℓ/d
  3. L/D = ℓ/d
  4. L/ℓ ＞ d/D
(정답률: 65%)
  • 정답: L/D ＜ ℓ/d

    광고온도계의 발신부는 렌즈와 수열판 사이에 위치해야 하며, 이때 렌즈로부터 물체까지의 거리(L)와 물체의 직경(D)를 고려하여 발신부의 크기를 결정해야 한다. 또한, 발신부가 수열판에 위치할 때 렌즈로부터 수열판까지의 거리(ℓ)와 수열판의 직경(d)도 고려해야 한다.

    따라서, 발신부의 크기를 결정하기 위해서는 L/D와 ℓ/d의 비율을 비교해야 한다. 만약 L/D ＞ ℓ/d이면, 발신부가 수열판에 위치할 때 렌즈와 물체 사이에 위치하게 되어 물체의 온도를 정확하게 측정할 수 없다. 따라서, 발신부의 크기를 줄여서 L/D ＜ ℓ/d인 조건을 만족해야 한다. 이러한 이유로 정답은 "L/D ＜ ℓ/d"이다.
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46. 시즈(sheath)열전대의 특징이 아닌 것은?

  1. 응답속도가 빠르다.
  2. 국부적인 온도측정에 적합하다.
  3. 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다.
  4. 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.
(정답률: 80%)
  • 시즈열전대는 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에서는 측정이 어렵기 때문에 사용할 수 없습니다. 이는 시즈열전대의 민감도와 관련이 있습니다. 진동이나 충격이 발생하면 시즈열전대의 민감한 부분인 시즈가 움직여서 측정값이 왜곡될 수 있기 때문입니다. 따라서 진동이 심한 환경에서는 다른 측정기기를 사용해야 합니다.
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47. 다음 중 정상편차에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 목표치와 제어량의 차
  2. 입력의 시간 미분값에 비례하는 편차
  3. 2개 이상의 양 사이에 어떤 비례관계를 갖는 편차
  4. 과도응답에 있어서 충분한 시간이 경과하여 제어편차가 일정한 값으로 안정되었을 때의 값
(정답률: 76%)
  • 정상편차는 과도응답에 있어서 충분한 시간이 경과하여 제어편차가 일정한 값으로 안정되었을 때의 값입니다. 이는 과도응답이나 변동이 일어나는 초기 단계를 제외하고, 시간이 지남에 따라 제어량이 안정되어 일정한 값으로 유지되는 상태에서의 편차를 의미합니다. 따라서 "과도응답에 있어서 충분한 시간이 경과하여 제어편차가 일정한 값으로 안정되었을 때의 값"이 옳은 설명입니다.
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48. 가스분석계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미연소가스계는 일산화탄소와 수소 분석에 사용된다.
  2. 세라믹 산소계는 기전력을 측정하여 산소농도를 측정한다.
  3. 이산화탄소계는 가스의 상자석을 이용하여 이산화탄소의 농도를 측정한다.
  4. 적외선가스분석계를 사용하면 일산화탄소와 메탄가스를 분석하는 것이 가능하다.
(정답률: 61%)
  • "이산화탄소계는 가스의 상자석을 이용하여 이산화탄소의 농도를 측정한다."가 틀린 것은 이산화탄소계가 가스의 상자석을 이용하는 것이 아니라, 적외선 흡수 분광법을 이용하여 이산화탄소의 농도를 측정한다는 것이다.
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49. 전자유량계의 특징이 아닌 것은?

  1. 유속검출에 지연시간이 없다.
  2. 유체의 밀도와 점성의 영향을 받는다.
  3. 유로에 장애물이 없고 압력손실, 이물질 부탁의 염려가 없다
  4. 다른 물질이 섞여있거나 기포가 있는 액체도 측정이 가능하다
(정답률: 73%)
  • 전자유량계는 유체의 밀도와 점성의 영향을 받는다는 것이 특징 중 하나이다. 이는 유체의 흐름에 따라 전기적 신호가 변화하기 때문에 발생하는 것이다. 따라서 유체의 밀도와 점성이 변하면 측정값에 영향을 미치게 된다.
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50. 열전대를 보호하기 위해 사용되는 보호관 중 상용 사용온도가 가장 높으며 급냉, 급열에 강하고 방사고온계의 단망관이나 2중 보호관의 외관으로 주로 사용되는 것은?

  1. 석영관
  2. 자기관
  3. 내열강관
  4. 카보런덤관
(정답률: 69%)
  • 카보런덤관은 내열성이 뛰어나고 상용 사용온도가 가장 높은 보호관 중 하나입니다. 또한 급냉, 급열에 강하며 방사고온계의 단망관이나 2중 보호관의 외관으로 주로 사용됩니다. 따라서 열전대를 보호하기 위해 사용되는 보호관으로 적합합니다.
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51. 보일러를 자동 운전할 경우 송풍기가 작동되지 않으면 연료공급 전자 밸브가 열리지 않는 인터록의 종류는?

  1. 송풍기 인터록
  2. 불착화 인터록
  3. 프리퍼지 인터록
  4. 전자밸브 인터록
(정답률: 75%)
  • 보일러를 자동 운전할 경우 송풍기가 작동되지 않으면 연료공급 전자 밸브가 열리지 않는 인터록의 종류는 프리퍼지 인터록입니다. 이는 송풍기가 작동되지 않으면 연소 공기가 부족해지기 때문에 연료를 공급하지 않기 위한 안전장치입니다. 따라서 송풍기가 작동되지 않으면 프리퍼지 인터록이 작동하여 연료공급 전자 밸브를 열지 않습니다.
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52. 오리피스의 압력을 측정하기 위하여 관지름에 관계없이 오리피스판벽으로부터 상, 하류 25mm 위치에 압력 탭을 설치하는 것은?

  1. 베나탭
  2. 베벨탭
  3. 모서리탭
  4. 플랜지탭
(정답률: 74%)
  • 오리피스판벽은 일반적으로 플랜지와 함께 사용되며, 플랜지는 오리피스판벽과 관의 연결을 위해 사용됩니다. 따라서 오리피스의 압력을 측정하기 위해서는 플랜지탭을 사용하여 상, 하류 25mm 위치에 압력 탭을 설치해야 합니다. 다른 보기인 베나탭, 베벨탭, 모서리탭은 오리피스와 관련이 있는 것이 아니므로 정답이 될 수 없습니다.
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53. 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 고체팽창식
  2. 기체팽창식
  3. 액체팽창식
  4. 증기팽창식
(정답률: 84%)
  • 압력식 온도계는 온도 변화에 따라 압력이 변화하는 원리를 이용하여 온도를 측정하는데, 이에 해당하는 것은 "기체팽창식"과 "증기팽창식"입니다.

    반면에 "고체팽창식"은 고체의 길이 변화에 따라 온도를 측정하는 방식으로, 압력과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 압력식 온도계가 아닌 것으로 분류됩니다.
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54. 레이놀즈수를 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, D는 관의 내경, µ는 유체의 점도, ρ는 유체의 밀도, U는 유체의 속도이다.)

  1. DµU / ρ
  2. DUρ / µ
  3. Dµρ / U
  4. µρU / D
(정답률: 73%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 관의 내경, 유체의 점도, 유체의 밀도, 유체의 속도 등의 요소에 의해 결정된다. 따라서 레이놀즈수를 나타내는 식은 다음과 같다.

    Re = (유체의 속도 × 관의 내경 × 유체의 밀도) / 유체의 점도

    위 식에서 DUρ / µ가 옳은 이유는 다음과 같다.

    - 유체의 속도 U는 관의 내경 D에 비례한다. 즉, U ∝ D.
    - 유체의 밀도 ρ는 유체의 질량과 부피에 비례한다. 즉, ρ ∝ 1/V ∝ 1/D^3.
    - 유체의 점도 µ는 유체 내 분자 간의 마찰력에 의해 결정된다. 따라서 µ는 유체의 성질에 따라 다르며, 일반적으로는 상수가 아니다.

    따라서 위 식에서 DUρ / µ는 유체의 속도, 관의 내경, 유체의 밀도가 모두 포함되어 있으며, 유체의 점도로 나누어져 있기 때문에 레이놀즈수를 나타내는 올바른 식이다.
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55. 가스분석 장법 중 CO2의 농도를 측정할 수 없는 방법은?

  1. 자기법
  2. 도전율법
  3. 적외선법
  4. 열도전율법
(정답률: 53%)
  • 자기법은 가스분자의 자기모멘트를 이용하여 가스의 농도를 측정하는 방법이다. CO2 분자는 자기모멘트가 없기 때문에 자기법으로는 측정할 수 없다. 따라서 정답은 "자기법"이다.
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56. 다음 중 응답성이 가장 빠른 온도계는?

  1. 색 온도계
  2. 압력식 온도계
  3. 저항식 온도계
  4. 바이메탈 온도계
(정답률: 74%)
  • 색 온도계는 물체의 색깔을 통해 온도를 측정하는 방식으로, 측정 대상과 직접적으로 접촉하지 않아도 되기 때문에 응답성이 가장 빠릅니다. 반면, 압력식 온도계, 저항식 온도계, 바이메탈 온도계는 측정 대상과 직접적으로 접촉하여 온도를 측정하기 때문에 반응 속도가 느릴 수 있습니다. 따라서, 응답성이 가장 빠른 온도계는 "색 온도계" 입니다.
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57. 국소대기압이 740mmHg인 곳에서 게이지압력이 0.4kgf/cm2일 때 절대압력(kgf/cm2)은?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 62%)
  • 절대압력 = 게이지압력 + 대기압 = 0.4 + 1.01325 (대기압을 기준으로 함) = 1.41325 ≈ 1.4 (단위: kgf/cm2) 따라서 정답은 "1.4"입니다.
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58. 가스크로마토그래피의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 유량측정기
  2. 칼럼검출기
  3. 직류증폭장치
  4. 캐리어 가스통
(정답률: 70%)
  • 가스크로마토그래피의 구성요소는 유량측정기, 칼럼검출기, 캐리어 가스통으로 이루어져 있습니다. 직류증폭장치는 가스크로마토그래피에서 사용되는 기기 중 하나이지만, 구성요소는 아닙니다. 직류증폭장치는 검출기에서 발생하는 신호를 증폭시켜 분석에 이용하는데 사용됩니다.
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59. 저항온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저항체로서 주로 Fe가 사용된다.
  2. 저항체는 저항온도계수가 적어야 한다.
  3. 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 한다.
  4. 일반적으로 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항이 감소하는 현상을 이용한 것이다.
(정답률: 65%)
  • 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 하는 이유는, 저항온도계가 온도를 측정하기 위해서는 저항값이 일정하게 유지되어야 하기 때문입니다. 만약 온도가 변화함에 따라 저항값이 변하면, 정확한 온도 측정이 어려워집니다. 따라서 저항체는 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 합니다.
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60. 기체연료의 시험방법 중 CO의 흡수액?

  1. 발연 황산액
  2. 수산화칼륨 30% 수용액
  3. 알칼리성 피로카롤 용액
  4. 암모니아성 염화 제1동 용액
(정답률: 76%)
  • 기체연료의 시험방법 중 CO의 흡수액은 CO를 흡수하여 안정적인 화합물로 변환시키는 역할을 합니다. 이때 CO를 안정적인 화합물로 변환시키기 위해서는 적절한 화학적 반응이 필요합니다. 암모니아성 염화 제1동 용액은 CO와 반응하여 안정적인 화합물인 카르복시메틸셀룰로오스를 생성하는 반응에 적합한 용액입니다. 따라서 CO의 흡수액으로 암모니아성 염화 제1동 용액을 사용합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 파형노통에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강도가 크다.
  2. 제작비가 비싸다.
  3. 스케일의 생성이 쉽다.
  4. 열의 신축에 의한 탄력성이 나쁘다.
(정답률: 75%)
  • 열의 신축에 의한 탄력성이 나쁘다는 것은 파형노통이 열에 노출되면 변형이 일어나기 쉽다는 것을 의미합니다. 이는 파형노통이 사용되는 환경이 열에 노출되는 경우에는 사용이 제한될 수 있다는 것을 의미합니다. 이유는 파형노통이 사용되는 환경에서는 높은 온도나 열에 노출되는 경우가 많기 때문입니다. 따라서 파형노통을 사용할 때는 열에 노출되지 않도록 주의해야 합니다.
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62. 용광로를 고로라고도 하는데 무엇을 제조하는데 사용되는가?

  1. 주철
  2. 주강
  3. 선철
  4. 포금
(정답률: 82%)
  • 용광로는 철을 제조하는 과정에서 사용되는데, 이때 사용되는 원료인 철광석을 녹여서 철을 추출합니다. 이 과정에서 만들어진 철은 주철이라고 부르며, 이 주철을 가공하여 다양한 형태의 철제품을 만듭니다. 따라서 정답은 "선철"입니다.
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63. 에너지이용합리화법에서 목표에너지원단위란 엇인가?

  1. 연료의 단위당 제품생산목표량
  2. 제품의 단위당 에너지사용목표량
  3. 제품의 생산목표량
  4. 목표량에 맞는 에너지사용량
(정답률: 81%)
  • 에너지이용합리화법에서 목표에너지원단위란 제품 하나를 생산하기 위해 사용되는 에너지의 양을 의미합니다. 따라서 "제품의 단위당 에너지사용목표량"이 정답입니다. 이는 제품 생산 시 에너지를 효율적으로 사용하도록 유도하고, 에너지 절약을 촉진하기 위한 목표량으로 사용됩니다.
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64. 냉난방온도의 제한대상인 건물에 해당하는 것은?

  1. 연간에너지사용량이 5백티오이 이상인 건물
  2. 연간에너지사용량이 1천 티오이이상인 건물
  3. 연간에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물
  4. 연간에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물
(정답률: 84%)
  • 냉난방온도의 제한대상인 건물은 에너지소비가 많은 건물로 제한되어 있습니다. 따라서 연간에너지사용량이 많은 건물이 해당하며, 연간에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물이 제한대상입니다.
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65. 에너지공급자가 제출하여야 할 수요관리 투자계획에 포함 되어야 할 사항이 아닌 것은? ( 단, 그 밖에 수요관리의 촉진을 위하여 필요하다고 인정하는 사항은 제외한다.)

  1. 장·단기 에너지 수요 전망
  2. 수요관리의 목표 및 그 달성 방법
  3. 에너지 연구 개발 내용
  4. 에너지 절약 잠재량의 추정 내용
(정답률: 73%)
  • 에너지 연구 개발 내용은 수요관리 투자계획과 직접적인 연관성이 없는 항목입니다. 수요관리 투자계획은 에너지 수요를 효율적으로 관리하고 절약하는 방법을 제시하는 것이 목적이므로, 에너지 연구 개발 내용은 이와 관련이 없습니다. 따라서, 에너지 연구 개발 내용은 제출하지 않아도 됩니다.
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66. 연속식 요가 아닌 것은?

  1. 등요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 고리가마
(정답률: 63%)
  • 등요는 연속적인 동작이 아닌 정적인 자세를 유지하는 요가이기 때문에 연속식 요가가 아닙니다. 윤요, 터널요, 고리가마는 모두 연속적인 동작을 포함하는 요가입니다.
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67. 산성 내화물이 아닌 것은?

  1. 규석질 내화물
  2. 납석질 내화물
  3. 샤모트질 내화물
  4. 마그네시아 내화물
(정답률: 75%)
  • 산성 내화물은 고온에서 산성 환경에서 안정적인 내화물을 말합니다. 따라서 마그네시아 내화물은 산성 환경에서 안정적이지 않으므로 산성 내화물이 아닙니다.
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68. 중유 소성을 하는 평로에서 축열실의 역할로서 가장 옳은 것은?

  1. 연소용 공기를 예열한다.
  2. 연소용 중유를 가열한다.
  3. 원료를 예열한다.
  4. 제품을 가열한다.
(정답률: 71%)
  • 중유 소성을 하는 평로에서 축열실은 연소용 공기를 예열하는 역할을 합니다. 연소용 공기는 평로 내부로 유입되어 연소 반응을 일으키는데, 이때 축열실에서 예열된 공기는 연소 반응의 열 효율을 높이고, 연소 과정에서 발생하는 유해 물질의 생성을 최소화합니다. 따라서 축열실은 평로의 효율적인 운영과 환경 보호에 매우 중요한 역할을 합니다.
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69. 국가에너지절약추진위원회에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 국무총리실 소속이다.
  2. 위촉위원의 임기는 3년이다.
  3. 에너지절약정책의 수립 및 추진에 관한 사항을 심의 한다.
  4. 위원회는 위원장을 포함하여 25명 이내의 위원으로 구성한다.
(정답률: 70%)
  • "국무총리실 소속이다."가 틀린 것입니다. 국가에너지절약추진위원회는 대통령 직속 기구로, 국무총리가 소속된 기관이 아닙니다.
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70. 내화물의 부피비중을 바르게 표현한 것은? (단, W1 : 시료의 건조중량 (Kg), W2 : 함수시료의 수중중량 (Kg), W3 : 함수시료의 중량 (Kg)이다.)

(정답률: 65%)
  • 정답은 ""입니다.

    부피비중은 함수시료의 부피와 질량에 따라 결정되는데, 내화물의 경우 함수시료의 부피가 크기 때문에 부피비중이 작아집니다. 따라서, W3을 W2로 나눈 값이 부피비중을 올바르게 표현한 것입니다.
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71. 보온재는 일반적으로 상온(20℃)에서 열전도율이 약 몇 kJ/mhK 인 것을 말하는가?

  1. 0.04
  2. 0.4
  3. 4
  4. 40
(정답률: 59%)
  • 보온재는 열을 잘 전달하지 않는 물질로, 열전도율이 낮은 것이 특징입니다. 일반적으로 보온재의 열전도율은 0.04 ~ 0.4 kJ/mhK 정도입니다. 따라서 정답은 "0.4"입니다.
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72. 바이오에너지가 아닌 것은?

  1. 식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤
  2. 생물유기체를 변환시켜 얻어지는 연료
  3. 폐기물의 소각열을 변환시킨 고체의 연료
  4. 쓰레기매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지가스
(정답률: 79%)
  • 폐기물의 소각열을 변환시킨 고체의 연료는 바이오에너지가 아닙니다. 이는 폐기물 처리 과정에서 발생하는 열을 이용하여 고체 연료를 생산하는 것으로, 생물 유기체나 식물 등의 생물학적 원료를 이용하여 생산하는 바이오에너지와는 구분됩니다.
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73. 열사용기자재에 해당하지 않는 것은?

  1. 연료를 사용하는 기기
  2. 열을 사용하는 기기
  3. 단열성 자재
  4. 축전식 전기기기
(정답률: 66%)
  • 축전식 전기기기는 전기를 사용하여 열을 발생시키는 기기이기 때문에, 열사용기자재에 해당하지 않습니다. 다른 보기들은 연료나 열을 사용하여 열을 발생시키는 기기나 자재들입니다.
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74. 에너지관련 용어의 정의로 틀린 것은?

  1. 에너지사용자라 함은 에너지사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다.
  2. 에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다.
  3. 에너지공급설비라 함은 에너지를 생산 · 전환 · 수송 · 저장 · 판매하기 위하여 설치하는 설비를 말한다.
  4. 에너지공급자라 함은 에너지를 생산 · 수입 · 전환 · 수송 · 저장 또는 판매하는 사업자를 말한다.
(정답률: 62%)
  • 정답은 "에너지공급설비라 함은 에너지를 생산 · 전환 · 수송 · 저장 · 판매하기 위하여 설치하는 설비를 말한다."가 아닌 "에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다."입니다.

    에너지공급설비는 에너지를 생산, 전환, 수송, 저장, 판매하기 위해 설치하는 설비를 말합니다. 이에 반해, 에너지사용기자재는 에너지를 사용하는 기자재를 말합니다. 따라서 "에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다."가 틀린 정의입니다.
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75. 전기와 열의 양도체로서 내식성, 굴곡성이 우수하고 내압성도 있어 열교환기의 내관(tube) 및 화학공업용으로 사용되는 관(pipe)은?

  1. 주철관
  2. 강관
  3. 알루미늄관
  4. 동관
(정답률: 79%)
  • 내식성, 굴곡성, 내압성이 모두 우수한 재질은 알루미늄과 주철보다는 동입니다. 따라서 열교환기나 화학공업에서 사용되는 관은 동관이 가장 적합합니다.
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76. 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도(K)는?

  1. 323
  2. 343
  3. 373
  4. 3230
(정답률: 58%)
  • 폴리스틸렌폼은 열에 대한 저항성이 낮기 때문에 높은 온도에서 사용하면 변형이 일어날 수 있습니다. 따라서 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도는 70℃(343K)로 정해져 있습니다. 이는 폴리스틸렌폼이 이 온도 이상에서 사용될 경우 녹거나 변형될 가능성이 높아지기 때문입니다.
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77. 밸브의 몸통이 둥근 달걀형 밸브로서 유체의 압력 감소가 크므로 압력이 필요로 하지 않을 경우나 유량 조절용이나 차단용으로 적합한 밸브는?

  1. 글로브 밸브
  2. 체크 밸브
  3. 버터플라이 밸브
  4. 슬루스 밸브
(정답률: 83%)
  • 밸브의 몸통이 둥근 달걀형이므로 압력 감소가 크고, 유량 조절용이나 차단용으로 적합한 밸브는 글로브 밸브입니다. 글로브 밸브는 밸브의 몸통이 직선적으로 흐르는 유체의 방향과 일치하므로 압력 감소가 적고, 유량 조절이 가능하며 차단 기능도 가지고 있습니다. 따라서 글로브 밸브는 유량 조절용이나 차단용으로 적합한 밸브입니다.
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78. 배관의 경제적 보온 두께 산정 시 고려대상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열량가격
  2. 배관공사비
  3. 감가상각년수
  4. 연간사용시간
(정답률: 72%)
  • 배관의 경제적 보온 두께 산정 시에는 열손실과 보온재 설치 비용을 고려해야 합니다. 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "배관공사비"입니다. 이는 보온재 설치 비용 중에서 가장 큰 부분을 차지하기 때문입니다. 따라서 경제적인 측면에서는 보온재 설치 비용을 최소화할 수 있는 적절한 보온 두께를 선택하는 것이 중요합니다.
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79. 축요(祝堯)시 가장 중요한 것은 적합한 지반을 고르는 것이다. 다음 중 지반의 적부 결정과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지내력시험
  2. 토질시험
  3. 팽창시험
  4. 지하탐사
(정답률: 75%)
  • 팽창시험은 토양의 팽창성과 수축성을 측정하여 지반의 안정성을 판단하는 시험이다. 따라서 지반의 적합성을 결정하는 중요한 시험 중 하나이다. 반면, 지내력시험은 지반의 내구성을 측정하는 시험이고, 토질시험은 지반의 물리적 특성을 측정하는 시험이며, 지하탐사는 지하 구조물 설계를 위한 지하 정보 수집 시험이므로, 이들 시험은 지반의 적합성 결정과는 직접적인 연관성이 적다. 따라서 정답은 "팽창시험"이다.
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80. 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 민간사업주관자의 규모는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 연간 5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  2. 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  3. 연간 1천5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  4. 연간 2천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
(정답률: 81%)
  • 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 민간사업주관자의 규모는 "연간 2천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설" 입니다. 이는 에너지 사용량이 많아서 에너지 절약 및 에너지 효율성 증대가 필요하며, 대규모 시설이므로 에너지 사용계획 수립이 필요하다는 이유로 결정되었습니다.
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5과목: 열설비설계

81. 전열면적 10m2 를 초과하는 보일러에서의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 몇 mm이상이어야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 53%)
  • 보일러에서의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 20mm 이상이어야 합니다. 이는 보일러에서의 물의 유량이 많아지면서 관의 내부 직경이 커져야 하기 때문입니다. 따라서 20mm 이상의 호칭 지름을 가진 밸브를 사용해야 적절한 유량을 유지할 수 있습니다.
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82. 육용강제 보일러에 있어서 접시모양 경판으로 노통을 설치할 경우, 경판의 최소 두께 t (mm)를 구하는 식은? (단, P : 최고 사용압력 (kg/cm2), R : 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면 반지름(mm), σa : 재료의 허용 인장응력(kgf/mm2), η : 경판자체의 이음 효율, A : 부식여유(mm))

(정답률: 71%)
  • 답은 ""입니다.

    경판의 최소 두께는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    t = (P*R)/(2*σa*η - 1.2*P)

    여기서 A는 부식여유를 나타내는 값으로, 최소 두께에 추가적으로 더해주어야 합니다. 따라서 A는 최소 두께를 구하는 식에 직접적으로 영향을 미치지 않습니다.

    따라서, "", "", ""은 모두 부적절한 답변입니다.
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83. 다음 중 인젝터의 시동순서로 가장 옳은 것은?

  1. ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮
  2. ㉯ → ㉰ → ㉮ → ㉱
  3. ㉰ → ㉯ → ㉮ → ㉱
  4. ㉱ → ㉰ → ㉮ → ㉯
(정답률: 85%)
  • 인젝터의 시동순서는 다음과 같습니다.

    1. 연료가 인젝터에 들어옴 (㉱)
    2. 인젝터의 플런저가 열림 (㉰)
    3. 연료가 분사됨 (㉯)
    4. 인젝터의 플런저가 닫힘 (㉮)

    따라서, "㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮"이 정답입니다. 연료가 먼저 인젝터에 들어오고, 그 후에 플런저가 열리면서 연료가 분사되고, 마지막으로 플런저가 닫히기 때문입니다.
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84. 코르니시 보일러에서 노통은 몇 개인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 65%)
  • 코르니시 보일러는 단관식 보일러로서 물이 한 방향으로만 흐르기 때문에 노통이 하나입니다. 따라서 정답은 "1"입니다.
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85. 파형노통의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 외압에 약하다.
  2. 전열면적이 좁다.
  3. 열에 의한 신축에 대하여 탄력성이 적다.
  4. 내부청소 및 제작이 어렵다.
(정답률: 67%)
  • 파형노통은 전기적 신호를 전달하는데 사용되는 전기적 소자 중 하나로, 전류가 흐르는 동안 일정한 전압을 유지하는 특징이 있습니다. 이러한 특징 때문에 파형노통은 외부에서 가해지는 압력에 약하며, 전열면적이 좁아 열에 의한 신축에 대한 탄력성이 적습니다. 또한 파형노통은 내부 구조가 복잡하고 작아서 내부청소 및 제작이 어렵다는 특징이 있습니다.
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86. 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, 연관 등 전열면의 팽출(bulge)
  4. 연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 84%)
  • 보일러내의 스케일 부착은 보일러 내부에 물이 오래 숙성되어 칼슘, 마그네슘 등의 물질이 침전하여 스케일이 형성되는 것을 말합니다. 이는 보일러의 효율을 저하시키고, 열전달 표면을 막아 안전사고를 유발할 수 있습니다. 하지만 다른 안전사고들은 파열, 균열, 압궤, 팽출, 가스폭발 등으로 인해 즉각적인 위험을 초래할 수 있기 때문에, 스케일 부착은 그에 비해 거리가 먼 안전사고입니다.
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87. 5kg/cm2 · g의 응축수열을 회수하여 재사용하기 위하여 설치한 다음 조건의 Flash Tank 의 재증발 증기량 (kg/h)은 얼마인가?

  1. 26974.3
  2. 2024.5
  3. 1851.7
  4. 148.3
(정답률: 28%)
  • Flash Tank에서의 증발 증기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    증발 증기량 = (투입 수증기량 - 회수 수증기량) / (1 - 회수율)

    여기서, 투입 수증기량은 5kg/cm2 · g의 응축수열이므로, 증발열을 이용하여 수증기를 증발시켜 얻을 수 있습니다. 따라서, 투입 수증기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    투입 수증기량 = (5kg/cm2 · g의 응축수열의 엔탈피 - 5kg/cm2 · g의 증발수열의 엔탈피) × 투입율 × 유량

    여기서, 5kg/cm2 · g의 응축수열의 엔탈피와 5kg/cm2 · g의 증발수열의 엔탈피는 열역학 테이블에서 찾을 수 있습니다. 투입율은 100% - 회수율로 계산할 수 있습니다.

    회수 수증기량은 Flash Tank에서 회수된 수증기량입니다. 따라서, 회수 수증기량은 1,000kg/h × 회수율로 계산할 수 있습니다.

    마지막으로, 회수율은 Flash Tank의 조건에서 주어졌습니다.

    이를 계산하면, 증발 증기량은 148.3kg/h가 됩니다.
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88. 보일러용 급수 1ℓ를 분석한 결과 탄산칼슘이 2mg이 포함되어 있다. 이 급수의 탄산칼슘(CaCO3) 경도는 몇 PPM인가?

  1. 0.5PPM
  2. 2PPM
  3. 4PPM
  4. 10PPM
(정답률: 69%)
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89. 관의 분해, 조립 시 사용하는 이음장치는?

  1. 행거
  2. 플랜지
  3. 밴드
  4. 팽창이음
(정답률: 82%)
  • 관의 분해, 조립 시 사용하는 이음장치는 플랜지입니다. 이는 관의 끝 부분에 부착되어 다른 관과 연결되는 장치로, 플랜지는 관의 안정성을 높이고 누출을 방지하는 역할을 합니다. 또한, 플랜지는 다양한 크기와 형태로 제작되어 다양한 관에 적용될 수 있습니다.
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90. 유류 연소버너의 노즐 압력이 증가하였을 때 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 분사각이 명백해진다.
  2. 유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상이 나타난다.
  3. 유량이 증가한다.
  4. 유입자가 커진다.
(정답률: 57%)
  • 유입자가 커지는 것은 유류 연소버너의 노즐 압력이 증가하였을 때 발생하는 현상이 아닙니다. 유입자가 커지면 유량이 증가하게 되지만, 분사각이 명백해지거나 유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상은 나타나지 않습니다. 따라서 정답은 "유입자가 커진다."가 됩니다.
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91. 연관의 바깥지름이 75mm인 연관보일러 관판의 최소두께는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 8.5mm
  2. 9.5mm
  3. 12.5mm
  4. 13.5mm
(정답률: 58%)
  • 연관의 바깥지름이 75mm이므로 내경은 75mm - 2 x 두께가 된다. 따라서 내경이 최소가 되는 경우를 생각해보면, 내경이 50mm일 때 두께가 가장 작아진다. 이때, 연관보일러 관판의 최소두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최소두께 = (내경 - 바깥지름) / 2
    = (50mm - 75mm) / 2
    = -12.5mm

    위 계산 결과에서 알 수 있듯이, 최소두께가 음수가 나오므로 이 문제에서는 두께가 0보다 작아질 수 없다. 따라서 최소두께는 0보다 큰 값 중에서 가장 작은 값인 12.5mm가 된다.
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92. 보일러 용수처리법 중 관외처리법(1차) 에 속하지 않는 것은?

  1. 청관제 투입법
  2. 탈기법
  3. 기폭법
  4. 이온교환법
(정답률: 63%)
  • 청관제 투입법은 보일러 내부에서 수처리제를 직접 투입하는 방법으로, 관외처리법(1차)에 속하지 않습니다. 관외처리법(1차)는 보일러 외부에서 수처리제를 처리하는 방법으로, 탈기법, 기폭법, 이온교환법이 해당됩니다.
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93. 24500kw의 증기원동소에 사용하고 있는 석탄의 발열량이 7200kcal/kg이고, 원동소의 열효율을 23%라 하면 매 시간 당 필요한 석탄의 양(t/h)은? (단, 1kw는 860kcal/h로 한다.)

  1. 10.5
  2. 12.7
  3. 15.3
  4. 18.2
(정답률: 62%)
  • 먼저, 24500kw를 kcal/h로 변환하면 다음과 같습니다.

    24500kw × 860kcal/kw = 21070000kcal/h

    그리고 열효율이 23%이므로, 실제로 전환된 열의 양은 다음과 같습니다.

    21070000kcal/h × 0.23 = 4846100kcal/h

    마지막으로, 발열량이 7200kcal/kg인 석탄을 사용하므로, 매 시간 당 필요한 석탄의 양은 다음과 같습니다.

    4846100kcal/h ÷ 7200kcal/kg = 672.8472kg/h

    따라서, 매 시간 당 필요한 석탄의 양은 약 12.7t입니다.
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94. 온수보일러에서의 안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 안전밸브는 보일러상부에 설치해야 한다.
  2. 안전밸브는 보일러내부의 관에 연결하여서는 안된다.
  3. 안전밸브는 중심선을 수직으로 하여 설치해야 한다.
  4. 안전밸브 연결 시에 나사로 된 연결관을 사용하여서는 안된다.
(정답률: 60%)
  • 안전밸브 연결 시에 나사로 된 연결관을 사용하면, 연결관과 안전밸브 사이에 미세한 간격이 생기게 되어 누출이 발생할 수 있습니다. 따라서 안전밸브와 연결관 사이에는 브라켓 등을 사용하여 밀착시켜야 합니다.
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95. 감압밸브 설치 시 주의사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 감압밸브는 부하설비에 가깝게 설치한다.
  2. 감압밸브는 반드시 스트레이너를 설치한다.
  3. 감압밸브 1차 측에는 동심 리듀서가 설치되어야 한다.
  4. 감압밸브 앞에는 기수분리기 또는 스팀트랩에 의해 응축수가 제거되어야 한다.
(정답률: 64%)
  • "감압밸브 1차 측에는 동심 리듀서가 설치되어야 한다."가 틀린 것입니다. 감압밸브 2차 측에 동심 리듀서가 설치되어야 합니다. 이유는 감압밸브는 고압에서 저압으로 압력을 낮추는 역할을 하기 때문에, 1차 측에서는 고압이 유지되어야 하기 때문입니다. 따라서 2차 측에서 압력을 낮추기 위해 동심 리듀서를 설치합니다.
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96. 전열면적이 50m2 인 연관보일러를 5시간 연소시킨 결과 10000kg의 증기가 발생하였다면 이 보일러의 전열면 증발률은?

  1. 20kg/m2h
  2. 30kg/m2h
  3. 40kg/m2h
  4. 50kg/m2h
(정답률: 60%)
  • 전열면적이 50m2 이므로, 1m2 당 200kg의 증기가 발생하였습니다.

    증발률은 단위면적당 시간당 증발한 물의 양을 의미합니다. 따라서, 1m2 당 1시간에 증발한 물의 양은 200kg/5시간 = 40kg 입니다.

    따라서, 전열면 증발률은 40kg/m2h 입니다.
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97. 두께 20mm 강판을 맞대기 용접이음할 때 적당한 끝벌림 형식은?

  1. V형
  2. X형
  3. H형
  4. 양면 W형
(정답률: 48%)
  • 적당한 끝벌림 형식은 "X형"입니다. 이유는 다음과 같습니다.

    1. 끝벌림 형식은 용접 부위의 강도와 외관을 결정합니다. 따라서 적절한 끝벌림 형식을 선택하는 것이 중요합니다.

    2. 20mm 두께의 강판은 비교적 두꺼우므로, V형이나 H형으로 끝벌림을 하면 용접 부위의 강도가 충분하지 않을 수 있습니다.

    3. 반면, 양면 W형은 끝벌림이 복잡하고 용접 작업이 어려울 수 있습니다.

    4. 따라서, X형은 끝벌림이 간단하면서도 용접 부위의 강도를 충분히 유지할 수 있는 적절한 형식입니다.
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98. 어느 보일러의 2시간 동안 증발량이 3600kg이고, 증기압이 5kg/cm2, 급수온도는 80℃라고 한다. 이 압력에서 증기의 엔탈피는 640kcal/kg, 급수엔탈피 80kcal/kg 일 때 증발계수는 얼마인가? (단, 물의 잠열은 539kcal/kg 이다.)

  1. 0.89
  2. 1.04
  3. 1.41
  4. 1.62
(정답률: 51%)
  • 먼저, 보일러에서 증발한 물의 엔탈피 변화량을 구해야 합니다. 이는 증발한 물의 질량(m)에 물의 잠열(L)을 곱한 값과 같습니다.

    즉, 엔탈피 변화량 = m x L = 3600kg x 539kcal/kg = 1,944,000kcal

    다음으로, 증발한 물의 엔탈피 변화량과 증기의 엔탈피 차이를 이용하여 증발계수를 구할 수 있습니다. 증발계수는 다음과 같이 정의됩니다.

    증발계수 = (증기의 엔탈피 - 급수의 엔탈피) / (증발한 물의 엔탈피 변화량)

    여기서 증기의 엔탈피는 640kcal/kg, 급수의 엔탈피는 80kcal/kg이며, 증발한 물의 엔탈피 변화량은 위에서 구한 1,944,000kcal입니다.

    증발계수 = (640 - 80) / 1,944,000 = 0.00028

    하지만, 이 문제에서는 증발계수를 kg/kg 단위로 표시해야 합니다. 따라서 위에서 구한 증발계수를 1kg 단위로 환산해야 합니다.

    증발계수(kg/kg) = 0.00028 / (1 - 0.00028) = 0.00028028

    즉, 보기에서 주어진 답안 중에서 정답은 1.04입니다. 이는 증발계수를 백분율로 환산한 값입니다.

    증발계수(%) = 0.00028028 x 100% = 0.028028%

    따라서, 정답이 "1.04"인 이유는 증발계수를 백분율로 환산한 값이 0.028028%이기 때문입니다.
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99. 전열요소가 회전하는 재생식 공기예열기는?

  1. 판형 공기예열기
  2. 관형 공기예열기
  3. 융스트롬(Ljungstrom) 공기예열기
  4. 로테뮬(Rothemuhle) 공기예열기
(정답률: 65%)
  • 전열요소가 회전하는 재생식 공기예열기는 융스트롬(Ljungstrom) 공기예열기입니다. 이는 회전하는 전열요소를 이용하여 공기를 예열하는 방식으로, 고효율적인 열전달과 낮은 압력손실을 가지고 있어서 대형 발전소 등에서 널리 사용됩니다. 반면에 판형 공기예열기와 관형 공기예열기는 각각 판과 관을 이용하여 열을 전달하는 방식으로, 융스트롬 공기예열기보다는 낮은 효율과 높은 압력손실을 가지고 있습니다. 로테뮬 공기예열기는 회전하는 전열요소를 사용하지 않고, 공기를 직접 흐르게 하여 열을 전달하는 방식으로, 작은 규모의 설비에서 사용됩니다.
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100. 보일러 사용 중 이상 감수(저수위사고)의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급수펌프가 고장이 났을 때
  2. 수면계의 연락관이 막혀 수위를 모를 때
  3. 증기의 발생량이 많을 때
  4. 분출장치에서 누설이 될 때
(정답률: 76%)
  • 보일러에서 증기의 발생량이 많을 때는 수위가 급격하게 상승하여 저수위 사고가 발생할 수 있습니다. 이는 보일러 내부의 압력과 수위 조절 장치의 문제로 인해 발생할 수 있습니다. 따라서 증기의 발생량이 많을 때는 보일러의 안전한 운전을 위해 적절한 조치가 필요합니다.
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