에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2015-03-08)

에너지관리기사
(2015-03-08 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 석탄을 완전 연소시키기 위하여 필요한 조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다.
  2. 연료를 착화온도 이하로 유지한다.
  3. 통풍력을 좋게 한다.
  4. 공기를 예열한다.
(정답률: 91%)
  • "연료를 착화온도 이하로 유지한다."가 틀린 설명입니다. 석탄은 연소할 때 일정한 온도 이상이 되어야만 연소가 가능합니다. 따라서 연료를 착화온도 이하로 유지하면 오히려 연소가 이루어지지 않습니다.

    석탄을 완전 연소시키기 위해서는 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시키고, 통풍력을 좋게 하여 연소 반응을 촉진하며, 공기를 예열하여 연소 온도를 높이는 것이 필요합니다.
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2. 다음 중 연소 온도에 가장 많은 영향을 주는 것은?

  1. 외기온도
  2. 공기비
  3. 공급되는 연료의 현열
  4. 열매체의 온도
(정답률: 89%)
  • 연소는 연료와 산소가 반응하여 일어나는 화학반응입니다. 이 반응에서 연료와 산소가 충분히 혼합되어야 하며, 이를 위해서는 공기가 필요합니다. 공기비란 연료와 산소가 혼합되는 비율을 의미하며, 공기비가 적절하지 않으면 연소가 원활하게 일어나지 않습니다. 따라서 연소 온도에 가장 많은 영향을 주는 것은 공기비입니다. 공기비가 적절하면 연소가 완전하게 일어나고, 이에 따라 연소 온도도 적절하게 유지됩니다.
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3. 고체연료의 전황분 측정방법에 해당되는 것은?

  1. 에슈카법
  2. 쉐필드 고온법
  3. 중량법
  4. 리비히법
(정답률: 71%)
  • 에슈카법은 고체연료의 전황분을 측정하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 연소실 내에서 연소가 완료된 후 남은 잔여물질을 산화시켜 CO2와 H2O로 변환시키고, 이를 측정하여 전황분을 계산하는 방법입니다. 따라서 이 방법이 고체연료의 전황분 측정방법에 해당됩니다.
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4. 1차, 2차 연소 중 2차 연소란 어떤 것을 말하는가?

  1. 공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것
  2. 불완전 연소에 의해 발생한 미연가스가 연도 내에서 다시 연소하는 것
  3. 완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 복발 되는 것
  4. 점화할 때 착화가 늦었을 경우 재점화에 의해서 연소하는 것
(정답률: 86%)
  • 2차 연소는 불완전 연소에 의해 발생한 미연가스가 연소기 내에서 다시 연소하는 것을 말합니다. 이는 연료가 완전히 연소되지 않고 일부가 남아 미연가스로 방출될 때 발생하며, 이 미연가스가 연소기 내에서 다시 연소되어 보다 완전한 연소가 이루어지게 됩니다.
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5. 연소가스 중의 질소산화물 생성을 억제하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 2단 연소
  2. 고온 연소
  3. 농담 연소
  4. 배기가스 재순환 연소
(정답률: 81%)
  • 고온 연소는 질소산화물 생성을 촉진시키는 원인 중 하나입니다. 따라서, 연소가스 중의 질소산화물 생성을 억제하기 위한 방법으로는 고온 연소가 올바르지 않은 선택입니다. 2단 연소, 농담 연소, 배기가스 재순환 연소는 모두 질소산화물 생성을 억제하는 방법으로 사용됩니다.
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6. 프로판(Propane)가스 2kg을 완전 연소시킬 때 필요한 이론공기량은?

  1. 약 6Nm3kg
  2. 약 8Nm3kg
  3. 약 16Nm3kg
  4. 약 24Nm3kg
(정답률: 65%)
  • 프로판 가스는 C3H8의 화학식을 가지고 있으며, 완전 연소시 CO2와 H2O로 분해됩니다. 이때, 반응식은 다음과 같습니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    따라서, 1kg의 프로판 가스를 연소시키기 위해서는 5몰의 산소가 필요합니다. 이때, 이론공기량은 연소에 필요한 산소량을 공기의 분자량으로 나눈 값입니다. 공기는 약 21%의 산소와 79%의 질소로 이루어져 있으므로, 이론공기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론공기량 = (5몰 × 32g/mol) / (0.21 × 32g/mol + 0.79 × 28g/mol) = 24.2Nm3/kg

    따라서, 프로판 가스 2kg을 완전 연소시키기 위해서는 약 48.4Nm3의 이론공기량이 필요합니다. 이 중에서 산소는 약 10.2Nm3이며, 질소는 약 38.2Nm3입니다. 이론공기량은 연소에 필요한 최소한의 공기량이므로, 실제 연소시에는 공기가 과잉으로 공급되어 더 많은 공기가 필요합니다. 따라서, 이론공기량은 연소시 실제 공기량보다 큰 값이 됩니다.

    정답은 "약 24Nm3/kg"입니다.
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7. 기계분(機械焚) 연소에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설비비 및 운전비가 높다.
  2. 산포식 스토커는 호퍼, 회전익차, 슈크류피이더가 주요 구성요소이다.
  3. 고정화격자 연소의 경우 효율이 떨어진다.
  4. 저질연료를 사용하여도 유효한 연소가 가능하다.
(정답률: 64%)
  • "저질연료를 사용하여도 유효한 연소가 가능하다."는 틀린 설명입니다. 기계분 연소는 고온과 고압으로 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 방식으로, 연료를 효율적으로 연소시키기 위해서는 적절한 공기와 연료의 비율을 유지해야 합니다. 따라서 저질연료를 사용할 경우 연소 효율이 떨어지는 경우가 많습니다. "고정화격자 연소의 경우 효율이 떨어진다."는 이유는 연료의 공급이 일정하게 유지되지 않아 연소 효율이 떨어지기 때문입니다.
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8. 백 필터(bag-filter)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 여과면의 가스 유속은 미세한 더스트 일수록 적게 한다.
  2. 더스트 부하가 클수록 집진율은 커진다.
  3. 여포재에 더스트 일차부착층이 형성되면 집진율은 낮아진다.
  4. 백의 밑에서 가스백 내부로 송입하여 집진한다.
(정답률: 64%)
  • "여포재에 더스트 일차부착층이 형성되면 집진율은 낮아진다."이 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이유는 여포재에 더스트 일차부착층이 형성되면 여과면이 막혀서 가스 유속이 감소하고, 이로 인해 집진율이 낮아지기 때문입니다. 따라서, 더스트 일차부착층이 형성되면 주기적으로 백 필터를 청소하거나 교체해야 합니다. 다른 보기들은 맞는 설명입니다.
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9. 액체연료 중 고온 건류하여 얻은 타르계 중유의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화염의 방사율이 크다.
  2. 황의 영향이 적다.
  3. 슬러지를 발생시킨다.
  4. 단위 용적당의 발열량이 적다.
(정답률: 73%)
  • 단위 용적당의 발열량이 적다는 것은 타르계 중유가 연소 시 발생하는 열의 양이 적다는 것을 의미합니다. 이는 타르계 중유가 불완전 연소를 일으키기 때문입니다. 따라서 연소 효율이 낮아 발열량이 적어지는 것입니다.
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10. C(85%), H(15%)의 조성을 가진 중유를 10kg/h의 비율로 연소시키는 가열로가 있다. 오르자트 분석결과가 다음과 같았다면 연소 시 필요한 시간당 실제공기량은? (단, CO2=12.5%, O2=3.2%, N2=84.3%이다.)

  1. 약 121Nm3
  2. 약 124Nm3
  3. 약 135Nm3
  4. 약 143Nm3
(정답률: 46%)
  • 먼저 중유를 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    C85H15 + (106/15)O2 → 85CO2 + (15/2)H2O

    이 반응식에서 CO2와 H2O의 생성량을 구하면 다음과 같습니다.

    CO2 생성량 = 85 × 44/85 × 100% = 44%
    H2O 생성량 = 15/2 × 18/15 × 100% = 15%

    따라서, CO2와 H2O를 제외한 남은 기체의 비율은 다음과 같습니다.

    O2 = 3.2%
    N2 = 100% - 44% - 15% - 3.2% = 37.8%

    이제 오르자트 분석결과를 이용하여 실제 공기량을 구할 수 있습니다.

    CO2의 부피분율 = 12.5%
    O2의 부피분율 = 3.2%
    N2의 부피분율 = 84.3%

    따라서, 100 부피의 기체 중 CO2는 12.5 부피, O2는 3.2 부피, N2는 84.3 부피입니다.

    연소 반응식에서 CO2 85 부피를 생성하므로, 필요한 공기량은 다음과 같습니다.

    CO2 12.5 부피 → CO2 85 부피 : 6.8 배
    O2 3.2 부피 → O2 85 × (106/15) × 0.032 부피 : 7.6 배
    N2 84.3 부피 → N2 85 × (106/15) × 0.843 부피 : 645.3 배

    따라서, 필요한 공기량은 CO2 85 부피에 대해 6.8 배, O2 85 × (106/15) × 0.032 부피에 대해 7.6 배, N2 85 × (106/15) × 0.843 부피에 대해 645.3 배가 필요합니다.

    이를 모두 합산하면 약 135 Nm3이 됩니다. 따라서, 정답은 "약 135 Nm3"입니다.
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11. 미분탄연소의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 사용연료의 범위가 좁다.
  2. 소량의 과잉공기로 단시간에 완전연소가 되므로 연소효율이 높다.
  3. 부하변동에 대한 적응성이 좋다.
  4. 회(灰), 먼지 등이 많이 발생하여 집진장치가 필요하다.
(정답률: 58%)
  • "사용연료의 범위가 좁다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 미분탄연소는 연소시킬 수 있는 연료의 종류가 제한적이기 때문에 사용연료의 범위가 좁다는 것이 일반적인 특징 중 하나입니다.

    미분탄연소의 원리는 연료 입자를 고온 고압의 공기 중에 분산시켜 연소시키는 것입니다. 이 때 사용되는 연료는 고체 연료로서, 일반적으로 석탄, 석유코크스 등이 사용됩니다. 따라서 액체나 기체 상태의 연료는 미분탄연소로 연소시키기 어렵습니다.

    따라서 "사용연료의 범위가 좁다."는 미분탄연소의 일반적인 특징 중 하나이며, 미분탄연소는 고체 연료를 주로 사용하기 때문에 연료의 종류가 제한적이라는 것이 그 이유입니다.
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12. 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는?

  1. O2
  2. N2
  3. CO2
  4. SO2
(정답률: 76%)
  • 연소 과정에서 가장 많이 소모되는 기체는 산소(O2)입니다. 따라서 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는 산소가 될 것으로 예상할 수 있습니다. 그러나 연소 과정에서 산소와 반응하여 생성되는 이산화탄소(CO2)와 질소(N2)의 양은 연료의 종류와 연소 조건에 따라 다르게 나타납니다. 일반적으로 연료의 탄소와 수소 원자가 많을수록 CO2의 양이 많아지고, 반대로 질소의 양은 연료와 무관하게 일정합니다. 따라서 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는 질소(N2)입니다.
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13. 벙커 C유 연소배기가스를 분석한 결과 CO2의 함량이 12.5%이었다. 이 때 벙커 C유 500L/h 연소에 필요한 공기량은? (단, 벙커 C유 이론공기량은 10.5Nm3/kg, 비중 0.96, CO2max는 15.5% 로 한다.)

  1. 약 105Nm3/min
  2. 약 150Nm3/min
  3. 약 180Nm3/min
  4. 약 200Nm3/min
(정답률: 41%)
  • CO2의 함량이 12.5%이므로, CO2의 질량분율은 0.125이다. 따라서, 벙커 C유의 질량분율은 1-0.155-0.125=0.72이다.

    벙커 C유 이론공기량은 10.5Nm3/kg 이므로, 500L의 벙커 C유를 연소시키면 이론적으로 5.25Nm3의 공기가 필요하다. 그러나, 벙커 C유의 비중이 0.96이므로, 실제로는 5.25/0.96=5.47Nm3의 공기가 필요하다.

    따라서, 벙커 C유 500L/h 연소에 필요한 공기량은 약 5.47Nm3/h 이다. 이를 분당으로 환산하면 약 91.2Nm3/min 이다. 하지만, 이는 이론적인 값으로, 실제 연소시에는 공기의 손실 등이 발생하므로, 이 값을 적정한 여유분을 더해줘야 한다.

    따라서, 정답은 "약 105Nm3/min" 이다.
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14. 메탄 1Nm3를 이론 산소량으로 완전 연소시켰을 때의 습연소 가스의 부피는 몇 Nm3인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 48%)
  • 메탄(CH4)과 산소(O2)가 완전 연소되면 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)가 생성됩니다. 이때 생성된 가스의 부피는 원래 가스의 부피와 다를 수 있습니다.

    메탄 1Nm3는 몰 단위로 환산하면 약 37.3 mol입니다. 이를 이용하여 메탄과 산소의 몰비를 구하면 다음과 같습니다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    1 mol : 2 mol → 1 mol : 2 mol

    37.3 mol : 74.6 mol → 37.3 mol : 74.6 mol

    따라서, 이론 산소량은 74.6 Nm3입니다. 이산화탄소와 물의 부피는 온도와 압력에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 이산화탄소의 부피는 생성된 메탄의 부피와 같고, 물의 부피는 무시할 수 있을 정도로 작습니다. 따라서, 습연소 가스의 부피는 약 37.3 Nm3입니다.

    하지만, 문제에서는 이론 산소량으로 완전 연소시켰을 때의 습연소 가스의 부피를 구하라고 했으므로, 정답은 74.6 Nm3를 2로 나눈 37.3 Nm3이 아니라, 1로 나타내야 합니다. 따라서, 정답은 "3"입니다.
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15. 착화열에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료가 착화해서 발생하는 전 열량
  2. 외부로부터의 점화에 의하지 않고 스스로 연소하여 발생하는 열량
  3. 연료 1kg이 착화하여 연소할 때 발생하는 총 열량
  4. 연료를 최초의 온도부터 착화 온도까지 가열하는데 사용된 열량
(정답률: 63%)
  • 착화열은 연료를 최초의 온도부터 착화 온도까지 가열하는데 사용된 열량을 의미합니다. 따라서 "연료를 최초의 온도부터 착화 온도까지 가열하는데 사용된 열량"이 옳은 설명입니다. 다른 보기들은 착화열과는 관련이 있지만 정확한 의미를 나타내지 않습니다.
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16. 건조한 석탄층을 공기 중에 오래 방치할 때 일어나는 현상 중에서 틀린 것은?

  1. 공기 중 산소를 흡수하여 서서히 발열량이 감소한다.
  2. 점결탄의 경우 점결성이 감소한다.
  3. 불순물이 증발하여 발열량이 증가한다.
  4. 산소에 의하여 산화와 직사광선으로 열을 발생하여 자연발화할 수도 있다.
(정답률: 70%)
  • "불순물이 증발하여 발열량이 증가한다."는 틀린 것입니다. 석탄층을 공기 중에 오래 방치하면 산소를 흡수하여 발열량이 감소하고, 물질 구조가 파괴되어 점결성이 감소할 수 있습니다. 또한 산화와 직사광선으로 열을 발생하여 자연발화할 수도 있습니다. 하지만 불순물이 증발하여 발열량이 증가하는 현상은 일어나지 않습니다.
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17. 연소 시 배기 가스량을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, G : 배기가스량, Go : 이론 배기가스량, Ao : 이론공기량, m : 공기비이다.)

  1. G=Go+(m-1)Ao
  2. G=Go+(m+1)Ao
  3. G=Go-(m+1)Ao
  4. G=Go+(1-m)Ao
(정답률: 74%)
  • 배기 가스량은 이론 배기가스량과 실제 공기량의 차이로 결정된다. 이론 배기가스량은 연료와 공기의 화학적 반응으로 생성되는 가스량으로, 이론공기량과 연료의 화학식을 이용하여 계산할 수 있다. 하지만 실제 연소 시에는 이론공기량보다 적은 공기가 사용되기 때문에, 실제 배기 가스량은 이론 배기가스량보다 적게 생성된다. 이 때, 공기비 m은 실제 사용된 공기량과 이론공기량의 비율을 나타내며, m-1은 실제 사용된 공기량과 이론공기량의 차이를 나타낸다. 따라서, 배기 가스량은 이론 배기가스량에 m-1을 곱한 값에 이론공기량을 더한 것으로 계산할 수 있다. 따라서 정답은 "G=Go+(m-1)Ao"이다.
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18. 액체연료가 갖는 일반적인 특징이 아닌 것은?

  1. 연소온도가 높기 때문에 국부과열을 일으키기 쉽다.
  2. 발열량은 높지만 품질이 일정하지 않다.
  3. 화재, 역화 등의 위험이 크다.
  4. 연소할 때 소음이 발생한다.
(정답률: 68%)
  • 액체연료는 원료와 제조 과정에 따라 품질이 다르기 때문에 일정하지 않을 수 있습니다. 따라서 발열량이 일정하지 않을 수 있습니다.
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19. 고체연료의 연소가스 관계식으로 옳은 것은? (단, G:연소가스량, Go:이론연소가스량, A:실제공기량, Ao:이론공기량, a:연소생성수증가량)

  1. Go=Ao+1-a
  2. G=Go-A+Ao
  3. G=Go+A-Ao
  4. Go=Ao-1+a
(정답률: 63%)
  • 고체연료의 연소시에는 이론적으로 필요한 공기량과 실제 공기량이 다르게 공급되기 때문에 연소가스량은 이론연소가스량과 실제공기량, 이론공기량의 차이에 의해 결정된다. 따라서 G=Go+A-Ao가 옳다.
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20. 연소실에서 연소된 연소가스의 자연통풍력을 증가시키는 방법으로 틀린 것은?

  1. 연돌의 높이를 높게 하면 증가한다.
  2. 배기가스의 비중량이 클수록 증가한다.
  3. 배기가스 온도가 높아지면 증가한다.
  4. 연도의 길이가 짧을수록 증가한다.
(정답률: 61%)
  • 배기가스의 비중량이 클수록 증가하는 것은 틀린 설명입니다. 연소가스의 자연통풍력은 연소가스의 온도와 밀도에 영향을 받습니다. 따라서 연소가스의 비중량이 클수록 자연통풍력이 증가하는 것은 아닙니다. 오히려 연소가스의 온도가 높아지면 자연통풍력이 증가하게 됩니다. 이는 연소가스의 온도가 높아지면 연소가스의 밀도가 감소하고, 따라서 자연통풍력이 증가하기 때문입니다.
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2과목: 열역학

21. 300℃, 200kPa 인 공기가 탱크에 밀폐되어 대기 공기로 냉각되었다. 이 과정에서 탱크 내 공기 엔트로피의 변화량을 △S1, 대기 공기의 엔트오피의 변화량을 △S2라 할 때 엔트로피 증가의 원리를 옳게 나타낸 것은?

  1. △S1+△S2≤0
  2. △S1+△S2＜0
  3. △S1+△S2＞0
  4. △S1+△S2=0
(정답률: 74%)
  • 정답: "△S1+△S2＞0"

    엔트로피 증가의 원리는 열이 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동할 때 발생하는 엔트로피 증가를 의미합니다. 이 문제에서는 공기가 냉각되면서 엔트로피가 증가하게 됩니다. 따라서, 탱크 내 공기와 대기 공기의 엔트로피 변화량을 합한 값인 △S1+△S2는 양수여야 합니다. 따라서, "△S1+△S2＞0"이 옳은 답입니다.
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22. 교축(스로틀) 과정에서 일정한 값을 유지하는 것은?

  1. 압력
  2. 비체적
  3. 엔탈피
  4. 엔트로피
(정답률: 81%)
  • 교축(스로틀) 과정에서 일정한 값을 유지하는 것은 엔탈피입니다. 엔탈피는 열과 일의 합으로 정의되며, 교축(스로틀) 과정에서는 열의 양이 일정하게 유지되므로 엔탈피도 일정하게 유지됩니다. 따라서 교축(스로틀) 과정에서는 엔탈피가 일정하게 유지되는 것입니다.
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23. 포화액의 온도를 유지하면서 압력을 높이면 어떤 상태가 되는가?

  1. 습증기
  2. 압축(과냉)액
  3. 과열증기
  4. 포화액
(정답률: 66%)
  • 포화액은 압력과 온도가 정해져 있는 상태이므로, 압력을 높이면 온도가 상승하게 됩니다. 하지만 포화액의 온도를 유지하기 위해서는 압력이 높아져도 온도가 변하지 않아야 합니다. 따라서, 압력을 높이면서도 온도가 변하지 않는 상태인 압축(과냉)액이 됩니다.
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24. 열펌프(heat pump)사이클에 대한 성능계수(COP)는 다음 중 어느 것을 입력 일(work input)로 나누어 준 것인가?

  1. 저온부 압력
  2. 고온부 온도
  3. 고온부 방출열
  4. 저온부 부피
(정답률: 77%)
  • 열펌프 사이클에서 성능계수(COP)는 고온부 방출열을 입력 일(work input)로 나누어 준 것입니다. 이는 열펌프가 저온부에서 열을 흡수하여 고온부로 이동시키고, 고온부에서 냉매가 압축되면서 방출열이 발생하기 때문입니다. 따라서 고온부 방출열이 높을수록 COP가 높아지게 됩니다.
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25. H=H(T, P)로부터 를 유도할 수 있다. 다음 중 옳은 것은?

  1. 는 P의 함수, 는 T의 함수이다
  2. 는 P의 함수, 는 T의 함수이다
  3. 모두 T, P의 함수이다.
  4. 둘다 P 만의 함수이다.
(정답률: 63%)
  • H=H(T, P)에서, T와 P는 열역학상태 변수이므로 H도 T와 P의 함수이다.

    따라서, 모두 T, P의 함수이다.
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26. 공기 표준 디젤 사이클에서 압축비가 17이고 단절비(cut-off ratio)가 3일 때의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 52
  2. 58
  3. 63
  4. 67
(정답률: 54%)
  • 열효율은 1 - (배기열량/흡입열량) 으로 구할 수 있다.

    흡입열량은 공기 표준 디젤 사이클에서 압축비와 비열비를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    흡입열량 = (압축비)^(1.4-1)

    = 17^0.4

    = 4.16

    배기열량은 단절비와 비열비를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    배기열량 = (단절비)^(1.4-1)

    = 3^0.4

    = 1.77

    따라서, 열효율은

    1 - (배기열량/흡입열량)

    = 1 - (1.77/4.16)

    = 1 - 0.425

    = 0.575

    = 57.5%

    따라서, 정답은 "58"이다.
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27. 용적 0.02m3의 실린더 속에 압력 1MPa, 온도 25℃의 공기가 들어 있다. 이 공기가 일정 온도 하에서 압력 200kPa까지 팽창하였을 경우 공기가 행한 일의 양은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 이상기체이다.)

  1. 2.3
  2. 3.2
  3. 23.1
  4. 32.2
(정답률: 29%)
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28. 다음 중 상대습도(relative humidity)를 가장 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 방법은?

  1. 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 습공기선도에서 상대습도를 읽는다.
  2. 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 두 값 중 큰 값으로 작은 값을 나눈다.
  3. 건구온도와 습구온도를 측정한 Mollier chart에서 읽는다.
  4. 대기압을 측정한 다음 습도곡선에서 읽는다.
(정답률: 73%)
  • 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 습공기선도에서 상대습도를 읽는 것이 가장 쉽고 빠른 방법인 이유는 습공기선도를 사용하면 건구온도와 습구온도를 한 번에 읽을 수 있기 때문입니다. 습공기선도는 상대습도, 건구온도, 습구온도, 습기비, 등압선 등을 한눈에 볼 수 있는 도표로, 이를 이용하면 측정값을 바로 읽을 수 있습니다. 따라서 다른 방법들보다 측정 시간이 더 짧고, 측정 과정이 더 간단합니다.
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29. 일반적으로 사용되는 냉매로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 암모니아
  2. 프레온
  3. 이산화탄소
  4. 오산화인
(정답률: 74%)
  • 오산화인은 일반적으로 사용되는 냉매 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 오산화인이 매우 위험한 물질이기 때문입니다. 오산화인은 높은 인체 독성과 화재 위험이 있으며, 냉매로 사용될 경우 누출 시 폭발, 화재, 중독 등의 위험이 있습니다. 따라서 오산화인은 안전한 대체 냉매가 개발되기 전까지는 사용이 제한되어야 합니다.
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30. 표준증기압축 냉동시스템에 비교하여 흡수식 냉동시스템의 주된 장점은 무엇인가?

  1. 압축에 소요되는 일이 줄어든다.
  2. 시스템의 효율이 상승한다.
  3. 장치의 크기가 줄어든다.
  4. 열교환기의 수가 줄어든다.
(정답률: 69%)
  • 흡수식 냉동시스템은 압축기가 없기 때문에 압축에 소요되는 일이 줄어들게 됩니다. 따라서 시스템의 효율이 상승하게 되고, 장치의 크기도 줄어들게 됩니다. 또한, 열교환기의 수도 줄어들게 되어 설치 및 유지보수 비용도 절감됩니다.
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31. 질량 m kg의 이상기체로 구성된 밀폐기가 A kJ 의 열을 받아 0.5A kJ의 일을 하였다면, 이 기체의 온도변화는 몇 K인가? (단, 이 기체의 정적비열은 Cv kJ/kgㆍK, 정압비열은 Cp kJ/kgㆍK이다.)

(정답률: 62%)
  • 열역학 제1법칙에 의하면, 에너지 보존의 법칙에 따라서, 받은 열과 한 일의 양은 같으므로 다음과 같은 식이 성립합니다.

    A = Q - W

    여기서 Q는 받은 열, W는 한 일입니다. 문제에서는 W = 0.5A로 주어졌으므로,

    A = Q - 0.5A

    1.5A = Q

    따라서, 이상기체의 내부에너지 변화는 다음과 같습니다.

    ΔU = Q - W = Q - 0.5A = 0.5A

    내부에너지 변화는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    ΔU = mCvΔT

    여기서 ΔT는 온도 변화량입니다. 따라서,

    ΔT = ΔU / (mCv) = (0.5A) / (mCv)

    보기에서는 ΔT를 A / (2mCv)로 나타내고 있습니다. 이는 ΔT = (0.5A) / (mCv)와 같으므로, 보기에서 제시한 답이 맞습니다.
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32. 물 1kg이 50℃의 포화액 상태로부터 동일 압력에서ㅗ 건포화증기로 증발할 때까지 2280kJ을 흡수하였다. 이 때 엔트로피의 증가는 몇 kJ/K인가?

  1. 7.06
  2. 15.3
  3. 22.3
  4. 47.6
(정답률: 50%)
  • 먼저, 물이 50℃의 포화액 상태에서 증발하여 건포화증기가 되는 과정은 상변화 과정이므로 엔탈피 변화와 엔트로피 변화를 모두 고려해야 합니다.

    물의 증발 엔탈피는 40.7 kJ/mol입니다. 따라서 1kg의 물이 증발하기 위해서는 1000g / 18g/mol = 55.56 mol이 필요합니다. 따라서 증발에 필요한 엔탈피는 40.7 kJ/mol × 55.56 mol = 2261.4 kJ입니다.

    이제 엔트로피 변화를 계산해보겠습니다. 물이 증발하여 건포화증기가 되는 과정에서 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열량 변화이고, T는 절대온도입니다. 문제에서 주어진 열량 변화는 2280 kJ이고, 절대온도는 50℃ + 273.15 = 323.15 K입니다. 따라서 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = 2280 kJ / 323.15 K = 7.06 kJ/K

    따라서 정답은 "7.06"입니다.
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33. 임의의 가역 사이클에서 성립되는 Clausius의 적분은 어떻게 표현되는가?

(정답률: 61%)
  • Clausius의 적분은 "열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경로를 따라야 한다"는 원칙을 나타내는데, 이는 열역학 제2법칙의 기본 원리 중 하나이다. 따라서, 가역 사이클에서는 열이 항상 열기계 효율에 의해 일정한 비율로 변환되므로 Clausius의 적분은 0이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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34. 열역학적 사이클에서 사이클의 효율이 고열원과 저열원의 온도만으로 결정되는 것은?

  1. 카르노 사이클
  2. 랭킨 사이클
  3. 재열 사이클
  4. 재생 사이클
(정답률: 71%)
  • 카르노 사이클은 열역학적으로 가장 효율적인 사이클로 알려져 있습니다. 이는 고열원과 저열원 사이의 온도 차이뿐만 아니라, 카르노 사이클에서 사용되는 열기계의 작동 원리가 열역학적으로 완벽하게 최적화되어 있기 때문입니다. 따라서 카르노 사이클은 열역학적 사이클에서 효율이 고열원과 저열원의 온도만으로 결정되는 것이라고 할 수 있습니다.
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35. 이상적인 단순 랭킨사이클로 작동되는 증기원동소에서 펌프 입구, 보일러 입구, 터빈 입구, 응축기 입구의 비엔탈피를 각각 h1, h2, h3, h4라고 할 때 열효율은?

(정답률: 73%)
  • 이상적인 단순 랭킨사이클에서의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.



    여기서, h1, h2, h3, h4는 각각 펌프 입구, 보일러 입구, 터빈 입구, 응축기 입구의 비엔탈피입니다.

    따라서, 정답은 ""입니다. 이유는 열효율 공식에서 보듯이, 열효율은 터빈에서의 비엔탈피와 보일러에서의 비엔탈피의 차이에 비례하기 때문입니다. 따라서, 터빈에서의 비엔탈피가 높을수록 열효율은 높아집니다.
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36. 다음 중 열역학 2법칙과 관련된 것은?

  1. 상태 변화시 에너지는 보존된다.
  2. 일은 100% 열로 변환시킬 수 있다.
  3. 사이클과정에서 시스템(계)이 한 일은 시스템이 받은 열량과 같다.
  4. 열은 저온부로부터 고온부로 자연적으로(저절로) 전달 되지 않는다.
(정답률: 75%)
  • 열역학 2법칙은 열은 항상 고온부에서 저온부로 흐르지 않는다는 것을 말합니다. 이는 열은 항상 열역학적으로 불균형한 상태에서만 일어난다는 것을 의미합니다. 따라서, 열은 외부의 도움이 없이는 자연적으로 저온부로부터 고온부로 전달되지 않습니다. 이는 열역학 2법칙의 핵심 원리 중 하나입니다.
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37. 400K, 1MPa의 이상기체 1kmol이 700K, 1MPa으로 팽창할 때 엔트로피 변화는 몇 kJ/K인가? (단, 정압비열 Cp는 28kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 15.7
  2. 19.4
  3. 24.3
  4. 39.4
(정답률: 34%)
  • 팽창 과정에서 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = Cp ln(T2/T1) - R ln(P2/P1)

    여기서, Cp는 정압비열, T는 온도, P는 압력, R은 기체 상수입니다.

    주어진 조건에서, T1 = 400K, P1 = 1MPa, T2 = 700K, P2 = 1MPa입니다. 따라서,

    ΔS = 28 ln(700/400) - 8.314 ln(1) = 15.7 kJ/K

    따라서, 정답은 "15.7"입니다.
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38. 물을 20℃에서 50℃까지 가열하는데 사용된 열의 대부분은 무엇으로 변환되었는가?

  1. 물의 내부에너지
  2. 물의 운동에너지
  3. 물의 유동에너지
  4. 물의 위치에너지
(정답률: 79%)
  • 물을 가열하는 과정에서 사용된 열은 물 분자의 운동 에너지를 증가시키는 것입니다. 이는 물 분자의 내부 에너지를 증가시키는 것이며, 따라서 정답은 "물의 내부에너지"입니다. 물 분자의 내부 에너지가 증가하면 물의 온도가 상승하게 되는데, 이는 물 분자의 운동 에너지가 증가하고, 이로 인해 물 분자 간의 상호작용이 증가하게 됩니다.
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39. 다음 중 부피 팽창계수 β에 관한 식은? (단, P는 압력, V는 부피, T는 온도이다.)

(정답률: 46%)
  • 정답은 ""입니다.

    부피 팽창계수 β는 온도 변화에 따른 부피 변화를 나타내는 상수입니다. 이 때, 압력이 일정한 상황에서 부피와 온도의 관계는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있습니다.

    V2 = V1(1 + βΔT)

    여기서 V1은 초기 부피, V2는 변화된 부피, ΔT는 온도 변화량입니다. 이 식에서 β는 부피 팽창계수를 나타내는 상수이므로, 정답은 ""입니다.
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40. 다음 상태 중에서 이상기체 상태방정식으로 공기의 비체적을 계산할 때 오차가 가장 작은 것은?

  1. 1MPa, -100℃
  2. 1MPa, 100℃
  3. 0.1MPa, -100℃
  4. 0.1MPa, 100℃
(정답률: 61%)
  • 이상기체 상태방정식은 고온 고압에서 오차가 커지는 경향이 있습니다. 따라서 고온 고압보다는 저온 저압에서 계산한 비체적이 더 정확할 것입니다. 이 중에서도 오차가 가장 작은 것은 "0.1MPa, 100℃"입니다. 이유는 0.1MPa는 낮은 압력이므로 오차가 작을 것이고, 100℃는 상대적으로 낮은 온도이므로 오차가 작을 것입니다. 따라서 이 조건에서 계산한 비체적이 가장 정확할 것입니다.
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3과목: 계측방법

41. 백금-백금ㆍ로듐 열전대 온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다 낮다.
  2. 다른 열전대에 비하여 정밀 측정용에 사용된다.
  3. 열기전력이 다른 열전대에 비하여 가장 높다.
  4. 200℃이하의 온도측정에 적당하다.
(정답률: 58%)
  • 백금-백금ㆍ로듐 열전대는 다른 열전대에 비하여 정밀 측정용으로 사용되는 이유는 열전위 변화량이 크고 안정성이 높기 때문입니다. 또한, 온도 범위가 넓어서 다양한 온도 범위에서 사용할 수 있습니다. 따라서, 정밀한 온도 측정이 필요한 분야에서 많이 사용됩니다.
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42. 내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 유량은? (단, 20℃일 때 동점성계수(v)=1.0064×10-6m2//sec이고, 레이놀즈(Re)수는 2320이다.)

  1. 약 5.33×10-5m3/s
  2. 약 7.33×10-5m3/s
  3. 약 9.22×10-5m3/s
  4. 약 15.23×10-5m3/s
(정답률: 47%)
  • 층류의 경우 레이놀즈수가 2300 이하일 때 발생하므로, 이 문제에서 주어진 레이놀즈수 2320은 층류가 발생한다는 것을 의미한다. 따라서, 층류 유량식을 이용하여 최대 유량을 구할 수 있다.

    층류 유량식: Q = (π/4) × D2 × v

    여기서, D는 원관의 내경, v는 물의 속도이다. 레이놀즈수가 2320이므로, 층류 상태에서의 물의 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = (Re × v) / D = (2320 × 1.0064×10-6) / 0.05 = 0.04624 m/sec

    따라서, 최대 유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = (π/4) × 0.052 × 0.04624 ≈ 9.22×10-5m3/s

    따라서, 정답은 "약 9.22×10-5m3/s"이다.
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43. 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어동작은?

  1. 다위치동작
  2. 적분동작
  3. 비례동작
  4. 온ㆍ오프동작
(정답률: 83%)
  • 온ㆍ오프동작은 편차의 부호에 따라서 제어기가 출력을 최대 또는 최소로 조작하는 제어동작입니다. 예를 들어, 온도 제어기에서 설정 온도가 25도이고 현재 온도가 23도일 때, 온ㆍ오프동작을 사용하면 히터를 켜서 출력을 최대로 유지합니다. 그러나 현재 온도가 27도일 때는 히터를 끄고 출력을 최소로 유지합니다. 이렇게 편차의 부호에 따라서 출력을 최대 또는 최소로 유지함으로써, 제어기의 반응이 빠르고 안정적이며 간단하게 구현할 수 있습니다.
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44. 다음 중 사용온도 범위가 넓어 저항온도계의 저항체로서 가장 우수한 재질은?

  1. 백금
  2. 니켈
  3. 동
  4. 철
(정답률: 79%)
  • 백금은 고온에서도 안정적인 성질을 가지고 있어 사용온도 범위가 넓습니다. 또한, 백금은 화학적으로 안정하며 부식에 강하고 내식성이 뛰어나기 때문에 저항체로서 우수한 재질입니다. 따라서, 저항온도계의 저항체로서 가장 우수한 재질은 백금입니다.
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45. 접촉식 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 1000℃ 이하의 측온에 적합하다.
  2. 측정오차가 비교적 적다.
  3. 방사율에 의한 보정을 필요로 한다.
  4. 측온 소자를 접촉시킨다.
(정답률: 64%)
  • 방사율에 의한 보정을 필요로 한다는 것은, 접촉식 온도계가 측정 대상물체의 복사율에 영향을 받기 때문입니다. 따라서 이를 보정하지 않으면 측정값이 실제 온도보다 높거나 낮을 수 있습니다. 이러한 이유로 접촉식 온도계는 보통 1000℃ 이하의 측온에 적합하며, 측정오차가 비교적 적다는 장점이 있지만, 보정이 필요하다는 단점도 가지고 있습니다. 또한 측온 소자를 접촉시키기 때문에, 측정 대상물체의 표면 상태나 소자와의 접촉 상태에 따라 측정값이 영향을 받을 수 있습니다.
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46. 응답이 빠르고 감도가 높으며, 도선저항에 의한 오차를 작게 할 수 있으나 특성을 고르게 얻기가 어려우며, 흡습 등으로 열화 되기 쉬운 특징을 가진 온도계는?

  1. 광온도계
  2. 열전대 온도계
  3. 서미스터 저항체 온도계
  4. 금속 측온 저항체 온도계
(정답률: 70%)
  • 서미스터 저항체 온도계는 응답이 빠르고 감도가 높으며, 도선저항에 의한 오차를 작게 할 수 있기 때문에 선택할 수 있습니다. 그러나 특성을 고르게 얻기가 어렵고, 흡습 등으로 열화 되기 쉬운 특징을 가지고 있습니다. 따라서, 서미스터 저항체 온도계가 이 문제에서 정답입니다.
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47. 오르자트식 가스분석계에서 CO2측정을 위해 일반적으로 사용하는 흡습제는?

  1. 수산화칼륨 수용액
  2. 암모니아성 염화제1구리 용액
  3. 알칼리성 피로갈를 용액
  4. 발연 황산액
(정답률: 67%)
  • CO2는 대기 중의 수증기와 반응하여 수분으로 변화하므로, 가스분석 시에는 흡습제를 사용하여 CO2의 수분 흡수를 방지해야 합니다. 이때 일반적으로 사용하는 흡습제는 수산화칼륨 수용액입니다. 수산화칼륨은 강한 염기성을 가지고 있어 CO2와 반응하여 칼륨 카보네이트로 변화시키는 역할을 합니다. 따라서 수산화칼륨 수용액은 CO2 측정 시에 효과적인 흡습제로 사용됩니다.
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48. 열관리 측정기기 중 오벌(oval)미터는 주로 무엇을 측정하기 위한 것인가?

  1. 온도
  2. 액면
  3. 위치
  4. 유량
(정답률: 71%)
  • 오벌미터는 유체의 유량을 측정하기 위한 측정기기입니다. 유체가 흐르는 파이프 내부에 설치되어 유체의 흐름에 따라 발생하는 오벨 현상을 측정하여 유량을 계산합니다. 따라서 정답은 "유량"입니다.
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49. 공기압식 조절계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 신호로 사용되는 공기압은 약 0.2~1.0kg/cm2
  2. 관로저항으로 전송지연이 생길 수 있다.
  3. 실용상 2000m 이내에서는 전송지연이 없다.
  4. 신호 공기압은 충분히 제습, 제진한 것이 요구된다.
(정답률: 71%)
  • 공기압식 조절계는 신호로 사용되는 공기압을 이용하여 작동하는 제어장치이다. 이 공기압은 약 0.2~1.0kg/cm2의 범위 내에서 사용된다.

    관로저항으로 인해 전송지연이 생길 수 있다는 것은 맞지만, 실용상 2000m 이내에서는 전송지연이 없다는 것은 틀린 설명이다. 이유는 공기압식 조절계에서 사용되는 공기압은 속도가 빠르기 때문에 2000m 이내에서는 전송지연이 거의 없다고 볼 수 있다.

    따라서, "실용상 2000m 이내에서는 전송지연이 없다."는 잘못된 설명이다.
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50. 탄성체의 탄성변형을 이용하는 압력계가 아닌 것은?

  1. 단관식
  2. 부르돈관식
  3. 벨로우즈식
  4. 다이어프램식
(정답률: 64%)
  • 단관식은 압력 변화에 따라 유체의 높이 변화를 측정하는 방식으로 작동합니다. 따라서 탄성체의 탄성변형을 이용하는 압력계가 아니며, 나머지 보기인 부르돈관식, 벨로우즈식, 다이어프램식은 모두 탄성체의 탄성변형을 이용하여 압력을 측정하는 방식으로 작동합니다.
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51. 열전대 보호관의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 기밀(氣密)을 유지할 것
  2. 사용온도에 견딜 것
  3. 화학적으로 강할 것
  4. 열전도율이 낮을 것
(정답률: 75%)
  • 열전대 보호관은 열을 전달하지 않는 것이 중요합니다. 따라서 열전도율이 낮을수록 보호관의 효율이 높아집니다. 열전도율이 높으면 열이 보호관을 통해 빠르게 전달되어 열전대가 손상될 수 있습니다. 따라서 열전대 보호관의 구비조건으로 "열전도율이 낮을 것"이 틀린 것입니다.
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52. 다음 중 차압식 유량계가 아닌 것은?

  1. 오리피스(orifice)
  2. 로터미터(rotameter)
  3. 벤투리관(venturi)
  4. 플로우-노즐(flow-nozzle)
(정답률: 77%)
  • 로터미터(rotameter)는 유체의 유속에 따라 플로터(rotor)의 회전속도가 변화하여 유량을 측정하는 원리로 작동합니다. 따라서 차압식 유량계가 아니며, 오리피스, 벤투리관, 플로우-노즐은 모두 차압식 유량계의 대표적인 종류입니다.
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53. 열전대 온도계의 구성 부분으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 보상도선
  2. 저항코일과 저항선
  3. 감온접점
  4. 보호관
(정답률: 61%)
  • 열전대 온도계는 온도를 측정하기 위해 사용되는데, 이때 열전대와 측정기 사이에는 전기 신호가 발생합니다. 이 전기 신호는 열전대에서 발생한 온도 차이에 의해 발생하는데, 이 신호를 측정하기 위해서는 저항코일과 저항선이 필요합니다. 이 부분이 가장 거리가 먼 이유는, 열전대와 측정기 사이의 거리가 멀어질수록 전기 신호가 약해지기 때문입니다. 따라서 저항코일과 저항선은 열전대와 측정기 사이의 거리가 멀어질수록 더욱 중요한 역할을 하게 됩니다. 반면에 보상도선, 감온접점, 보호관은 열전대와 측정기 사이의 거리와는 무관하게 열전대 온도계의 정확도와 안전성을 보장하기 위한 부분입니다.
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54. U-자관에 수은이 채워져 있다. 여기에 어떤 액체를 넣었는데 이 액체 20cm와 수은 4cm가 평형을 이루었다면 이 액체의 비중은? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 6.82
  2. 0.59
  3. 2.72
  4. 3.44
(정답률: 50%)
  • 액체와 수은이 평형을 이루었으므로, 액체의 부피와 수은의 부피는 서로 같다고 볼 수 있다. 따라서, 액체의 부피는 20cm이고, 수은의 부피는 4cm이다.

    수은의 비중은 13.6이므로, 수은의 부피 4cm는 수은의 질량 13.6×4=54.4g이다.

    액체의 부피 20cm와 수은의 부피 4cm가 평형을 이루었으므로, 액체의 질량과 수은의 질량은 같다. 따라서, 액체의 비중은 액체의 질량을 액체의 부피로 나눈 값이다.

    액체의 질량 = 수은의 질량 = 54.4g
    액체의 부피 = 20cm
    액체의 비중 = 액체의 질량 ÷ 액체의 부피 = 54.4g ÷ 20cm = 2.72

    따라서, 정답은 "2.72"이다.
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55. 열전대(thermo couple)의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 작을 것
  2. 전기저항과 온도계수가 클 것
  3. 기계적 강도가 크고 내열성, 내식성이 있을 것
  4. 온도상승에 따른 열기전력이 클 것
(정답률: 51%)
  • 정답: "열전도율이 작을 것"

    열전대는 두 개의 서로 다른 금속으로 이루어진 전극을 연결하여 온도를 측정하는데 사용됩니다. 이 때, 전극의 온도에 따라 발생하는 열기전력을 측정하여 온도를 알아내는데, 이를 위해서는 전극의 전기저항과 온도계수가 클수록 민감한 측정이 가능해집니다. 따라서 "전기저항과 온도계수가 클 것"이 맞는 선택지입니다.

    반면에 "열전도율이 작을 것"은 열전대의 구비조건과는 관련이 없는 내용입니다. 열전도율은 열이 전달되는 속도를 나타내는데, 열전대는 온도를 측정하는 용도로 사용되기 때문에 열전도율이 작을 필요는 없습니다. 따라서 이 선택지는 틀린 것입니다.
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56. 다음 중 액체의 온도팽창을 이용한 온도계는?

  1. 저항 온도계
  2. 색 온도계
  3. 유리제 온도계
  4. 광학 온도계
(정답률: 60%)
  • 액체의 온도팽창을 이용한 온도계는 유리제 온도계입니다. 이는 유리제가 온도에 따라 팽창하거나 수축하는 특성을 이용하여 온도를 측정하는 것입니다. 유리제 온도계는 일반적으로 수은이나 알코올 등의 액체를 사용하여 온도를 측정합니다.
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57. 다이어프램 재질의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가죽
  2. 스테인리스강
  3. 구리
  4. 탄소강
(정답률: 59%)
  • 탄소강은 다른 재질에 비해 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 탄소강이 다른 재질에 비해 더 높은 인장강도와 경도를 가지고 있기 때문입니다. 또한, 탄소강은 저렴하고 용이하게 가공할 수 있어 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
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58. 150°F 는 몇 ℃인가?

  1. 65.5℃
  2. 88.5℃
  3. 118.5℃
  4. 123.5℃
(정답률: 58%)
  • 150°F는 화씨온도이므로 섭씨온도로 변환해야 합니다. 이를 위해서는 먼저 150°F에서 32를 빼준 후 5/9를 곱해주면 됩니다.

    150°F - 32 = 118
    118 × 5/9 = 65.5

    따라서, 150°F는 65.5℃입니다.
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59. 적분동작(I동작)을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 출력변화의 속도가 편차에 비례하는 동작
  2. 출력변화가 편차의 제곱근에 비례하는 동작
  3. 출력변화가 편차의 제곱근에 반비례하는 동작
  4. 조작량이 동작신호의 값을 경계로 완전 개폐되는 동작
(정답률: 66%)
  • 적분동작(I동작)은 입력 신호의 편차를 적분하여 출력 신호를 생성하는 동작입니다. 이 때, 출력변화의 속도가 편차에 비례하는 이유는 입력 신호의 편차가 클수록 적분값이 커지기 때문입니다. 따라서 출력변화의 속도도 편차에 비례하게 됩니다.
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60. 체적유량 의 올바른 표현식은? (단, A(m2)는 유로의 단면적, 는 유로단면의 평균선속도이다.)

(정답률: 64%)
  • 정답은 ""입니다.

    체적유량은 유체가 유로 단면을 통과하는 단위 시간당 체적입니다. 따라서 체적유량은 유로의 단면적과 유로단면의 평균선속도의 곱으로 계산됩니다. 따라서 올바른 표현식은 ""입니다.
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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. 펄파이트
(정답률: 68%)
  • 진주암, 흑석 등을 소성, 팽창시켜 다공질로 만들어진 무기질 보온재에 접착제와 석면 등의 무기질 섬유를 배합하여 성형한 것이다. 이 중에서 "펄파이트"는 펄라이트(perlite)라는 물질로 만들어진 것으로, 경제적이면서도 가볍고 내화성이 뛰어나기 때문에 고온용 보온재로 많이 사용된다. 따라서 정답은 "펄파이트"이다.
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62. 검사대상기기 설치자가 검사대상기기 조종자를 선임 또는 해임한 경우 산업통상자원부령에 따라 시ㆍ도지사에게 해야 하는 행정 사항은?

  1. 승인
  2. 보고
  3. 지정
  4. 신고
(정답률: 75%)
  • 검사대상기기 설치자가 검사대상기기 조종자를 선임 또는 해임한 경우 시ㆍ도지사에게 해야 하는 행정 사항은 "신고"입니다. 이는 산업통상자원부령에 명시되어 있기 때문입니다. 따라서 해당 사항을 시ㆍ도지사에게 신고해야 합니다.
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63. 고압배관용 탄소강 강관(KS D 3564)의 호칭지름의 기준이 되는 것은?

  1. 배관의 안지름 기준
  2. 배관의 바깥지름 기준
  3. 배관의(안지름+바깥지름)/2 기준
  4. 배관나사의 바깥지름 기준
(정답률: 72%)
  • 고압배관용 탄소강 강관은 내부에 유체가 흐르기 때문에 내경이 중요한 요소이지만, 호칭지름은 배관의 바깥지름 기준으로 결정됩니다. 이는 호칭지름이 배관의 크기를 표시하는 표준이기 때문에, 배관의 크기를 쉽게 파악할 수 있도록 바깥지름을 기준으로 산정되기 때문입니다.
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64. 유체의 역류를 방지하기 위한 것으로 밸브의 무게와 밸브의 양면 간 압력차를 이용하여 밸브를 자동으로 작동시켜 유체가 한쪽 방향으로만 흐르도록 한 밸브는?

  1. 슬루스밸브
  2. 회전밸브
  3. 체크밸브
  4. 버터플라이밸브
(정답률: 82%)
  • 체크밸브는 유체의 역류를 방지하기 위해 설계되어 있습니다. 밸브의 무게와 밸브의 양면 간 압력차를 이용하여 유체가 한쪽 방향으로만 흐르도록 자동으로 작동합니다. 따라서 유체가 역류하지 않도록 보호하는 역할을 수행하며, 이러한 특성 때문에 정답은 "체크밸브"입니다.
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65. 보온재 내 공기 이외의 가스를 사용하는 경우 가스분자량이 공기의 분자량보다 적으면 보온재의 열전도율의 변화는?

  1. 동일하다.
  2. 적게 된다.
  3. 크게 된다.
  4. 크다가 적어진다.
(정답률: 64%)
  • 보온재 내 가스 분자량이 공기의 분자량보다 적으면, 가스 분자들은 공기 분자들보다 더 자유롭게 움직일 수 있습니다. 이는 보온재 내부의 열전도 경로를 방해하고, 열전도율을 감소시킵니다. 따라서 보온재 내 공기 이외의 가스를 사용하는 경우, 보온재의 열전도율은 크게 감소하게 됩니다. 따라서 정답은 "크게 된다." 입니다.
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66. 에너지사용안정을 위한 에너지저장의무 부과대상자에 해당되지 않는 사업자는?

  1. 전기사업법에 따른 전기사업자
  2. 석탄산업법에 따른 석탄가공업자
  3. 집단에너지사업법에 따른 집단에너지사업자
  4. 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자
(정답률: 70%)
  • 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자는 이미 에너지저장의무를 다른 형태로 이행하고 있기 때문에, 추가적인 에너지저장의무 부과 대상에서 제외됩니다. 따라서 액화석유가스사업자는 해당되지 않습니다.
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67. 크롬벽돌이나 크롬-마그벽돌이 고온에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상은?

  1. 버스팅
  2. 큐어링
  3. 슬래킹
  4. 스폴링
(정답률: 70%)
  • 크롬벽돌이나 크롬-마그벽돌이 고온에서 산화철을 흡수하면 표면에 생기는 산화물이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상을 "버스팅"이라고 합니다. 이는 영어 단어 "burst"에서 유래한 용어로, 부풀어 오르고 떨어지는 현상이 폭발하는 것처럼 보이기 때문입니다.
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68. 효율관리기자재에 해당되지 않는 것은?

  1. 전기냉장고
  2. 자동차
  3. 삼상유도전동기
  4. 전동차
(정답률: 65%)
  • 전동차는 효율관리기자재에 해당되지 않습니다. 효율관리기자재는 생산설비나 에너지 사용 등을 효율적으로 관리하기 위한 장비들을 말하는데, 전동차는 이와 관련이 없습니다. 전동차는 교통수단으로 사용되는 것이며, 효율적인 운행을 위한 기술적인 개선은 있을 수 있지만, 효율관리기자재에 해당되지 않습니다.
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69. 에너지이용합리화법의 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: 64%)
  • 에너지자원의 보전 및 관리와 에너지수급 안정은 에너지이용합리화법의 목적 중 하나이지만, 다른 목적들과는 구분되는 별도의 목적입니다. 따라서, "에너지자원의 보전 및 관리와 에너지수급 안정"은 에너지이용합리화법의 목적이 아닙니다.
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70. 검사대상기기의 검사유료기간의 기준으로 틀린 것은?

  1. 검사에 합격한 날의 다음날부터 계산한다.
  2. 검사에 합격한날이 검사유효기간 만료일 이전60일이내인 경우 검사유효기간 만료일의 다음날부터 계산한다
  3. 검사를 연기한 경우의 검사유효기간은 검사유효기간 만료일의 다음 날부터 계산한다.
  4. 산업통상자원부장관은 검사대상기기의 안전관리 또는 에너지효율 향상을 위하여 부득이 하다고 인정할 때에는 검사유효기간을 조정할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "검사에 합격한날이 검사유효기간 만료일 이전60일이내인 경우 검사유효기간 만료일의 다음날부터 계산한다"가 틀린 것은 아닙니다. 이유는 검사유효기간은 검사에 합격한 날부터 계산되지만, 만료일 이전 60일 이내에 합격한 경우에는 검사유효기간이 만료일의 다음날부터 계산됩니다. 이는 검사를 미리 예약하고 합격한 경우에도 검사유효기간이 충분히 유지될 수 있도록 하기 위함입니다.
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71. 요로(窯爐)의 정의를 설명한 것으로 가장 적절한 것은?

  1. 물을 가열하여 수증기를 만드는 장치
  2. 물체를 가열시켜 소성 또는 용융하는 장치
  3. 금속을 녹이는 장치
  4. 도자기를 굽는 장치
(정답률: 75%)
  • 요로(窯爐)는 물체를 가열시켜 소성 또는 용융하는 장치입니다. 이는 요로가 주로 도자기, 금속 등을 가열하여 소성 또는 용융하는 과정에서 사용되기 때문입니다. 따라서 "물체를 가열시켜 소성 또는 용융하는 장치"가 가장 적절한 정의입니다.
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72. 단가마는 어떠한 형식의 가마인가?

  1. 불연속식
  2. 반연속식
  3. 연속식
  4. 불연속식과 연속식의 절충형식
(정답률: 68%)
  • 단가마는 불연속식 가마입니다. 이는 단가마가 가열과 소성이 동시에 이루어지는 연속식 가마가 아니라, 일정한 양의 원료를 한 번에 투입하여 가열과 소성을 수행하는 불연속식 가마이기 때문입니다. 따라서 원료를 투입하고 가열 및 소성을 마친 후에는 가마를 비우고 다시 원료를 투입하는 과정을 반복해야 합니다.
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73. 에너지이용합리화법에서 규정한 수요관리 전문기관은?

  1. 한국가스안전공사
  2. 에너지관리공단
  3. 한국전력공사
  4. 전기안전공사
(정답률: 81%)
  • 에너지이용합리화법은 에너지의 효율적인 이용을 위해 다양한 제도와 규정을 마련하고 있습니다. 이 중에서도 수요관리 전문기관은 에너지 이용자들의 에너지 사용량을 분석하고, 효율적인 에너지 사용 방법을 제시하여 에너지 절약을 돕는 역할을 합니다. 이러한 역할을 수행하기 위해 국가에서는 에너지관리공단을 수요관리 전문기관으로 지정하고 있습니다. 따라서, 에너지이용합리화법에서 규정한 수요관리 전문기관은 "에너지관리공단"입니다.
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74. 에너지사용자가 수립하여야 할 자발적 협약 이행계획에 포함되지 않는 것은?

  1. 협약 체결 전년도의 에너지소비 현황
  2. 에너지관리체제 및 관리방법
  3. 전년도의 에너지사용량, 제품생산량
  4. 효율향상목표 등의 이행을 위한 투자계획
(정답률: 50%)
  • 전년도의 에너지사용량과 제품생산량은 이미 과거에 발생한 데이터이기 때문에 자발적 협약 이행을 위한 계획에 포함되지 않습니다. 이를 이용하여 향후 에너지 사용량을 예측하고 효율적인 에너지 관리 방안을 수립할 수는 있지만, 이행 계획 자체에는 포함되지 않습니다.
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75. 에너지 사용계획 협의대상 사업으로 맞는 것은? (단, 기준면적 적용)

  1. 택지개발사업 중 면적이 10만m2 이상
  2. 도시개발사업 중 면적이 30만m2 이상
  3. 국가산업단지개발사업 중 면적이 5만m2 이상
  4. 공항개발사업 중 면적이 20만m2 이상
(정답률: 68%)
  • 정답은 "도시개발사업 중 면적이 30만m2 이상" 입니다. 이유는 기준면적이 적용되기 때문입니다. 에너지 사용계획 협의대상 사업에서는 기준면적이 10만m2 이상인 사업을 대상으로 하지만, 이 중에서도 보다 큰 면적을 가진 도시개발사업 중 30만m2 이상인 사업을 대상으로 하기 때문입니다. 이렇게 함으로써 보다 큰 규모의 사업에 대해 보다 체계적인 에너지 사용계획을 수립할 수 있습니다.
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76. 에너지관리공단 이사장에게 권한이 위탁된 것이 아닌 것은?

  1. 에너지사용계획의 검토
  2. 에너지관리지도
  3. 효율관리기자재의 측정결과 신고의 접수
  4. 열사용기자재 제조업의 등록
(정답률: 70%)
  • 에너지관리공단은 에너지 절약 및 효율성 증대를 위한 다양한 업무를 수행하고 있습니다. 이 중에서도 "열사용기자재 제조업의 등록"은 에너지 절약을 위한 제품의 품질을 보장하기 위한 것입니다. 이를 위해 열사용기자재 제조업체는 규정에 따라 등록을 해야 하며, 이를 통해 소비자는 안전하고 효율적인 제품을 선택할 수 있습니다. 따라서 이 업무는 에너지관리공단 이사장에게 권한이 위탁되지 않은 것입니다.
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77. 에너지법에서 정의한 용어의 설명으로 틀린 것은?

  1. 열사용기자재라 함은 핵연료를 사용하는 기기, 축열식 전기기기와 단열성 자재로서 기획재정부령이 정하는 것을 말한다.
  2. 에너지사용기자재라 함은 열사용기자재 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다.
  3. 에너지공급설비라 함은 에너지를 생산ㆍ전환ㆍ수송ㆍ저장하기 위하여 설치하는 설비를 말한다.
  4. 에너지사용시설이라 함은 에너지를 사용하는 공장ㆍ사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "열사용기자재라 함은 핵연료를 사용하는 기기, 축열식 전기기기와 단열성 자재로서 기획재정부령이 정하는 것을 말한다."입니다. 이유는 핵연료를 사용하는 기기는 핵무기와 관련된 것으로 에너지법에서는 다루지 않기 때문입니다. 따라서, 핵연료를 사용하는 기기는 열사용기자재에 포함되지 않습니다.
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78. 사용연료를 변경함으로써 검사대상이 아닌 보일러가 검사대상으로 되었을 경우에 해당되는 검사는?

  1. 구조검사
  2. 설치검사
  3. 개조검사
  4. 재사용검사
(정답률: 55%)
  • 사용연료를 변경함으로써 검사대상이 아닌 보일러가 검사대상으로 변경되면, 해당 보일러는 새로운 연료에 대한 적합성을 확인하기 위해 설치검사를 받아야 합니다. 설치검사는 새로운 보일러를 설치할 때 필요한 검사로, 보일러의 설치 위치, 연료 공급 시스템, 배관 및 전기 시설 등이 적절하게 설치되어 있는지 확인하는 검사입니다. 따라서, 사용연료를 변경함으로써 검사대상이 아닌 보일러가 검사대상으로 변경되면, 해당 보일러는 설치검사를 받아야 합니다.
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79. 플라스틱 내화물의 설명으로 틀린 것은?

  1. 소결력이 좋고 내식성이 크다.
  2. 캐스터블 소재보다 고온에 적합하다.
  3. 내화도가 높고 하중 연화점이 낮다.
  4. 팽창 수축이 적다.
(정답률: 53%)
  • 정답은 "내화도가 높고 하중 연화점이 낮다."입니다.

    플라스틱 내화물은 내화성이 뛰어나기 때문에 고온에서도 변형이 적고, 내식성이 좋아서 화학물질에도 강합니다. 또한, 소결력이 좋아서 강도가 높고, 팽창 수축이 적어서 크기나 모양이 유지됩니다.

    하지만, 하중 연화점이 낮다는 것은 고온에서 녹거나 변형될 가능성이 있다는 것을 의미합니다. 따라서, 플라스틱 내화물은 고온에서 사용하기에는 적합하지만, 너무 높은 온도에서 사용하면 안 됩니다.
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80. 보온재로서 구비하여야 할 일반적인 조건이 아닌 것은?

  1. 불연성일 것
  2. 비중이 작을 것
  3. 연전도율이 클 것
  4. 어느 정도의 강도가 있을 것
(정답률: 73%)
  • 보온재는 열을 잘 전달하지 않는 물질로 만들어져야 합니다. 따라서 불연성이어야 하고, 비중이 작을수록 열 전달이 적어지므로 보온성이 높아집니다. 또한 어느 정도의 강도가 있어야 제작 및 설치가 용이해지지만, 연전도율이 클수록 열이 잘 전달되므로 보온성이 떨어지게 됩니다. 따라서 연전도율이 클 것은 보온재로서 구비하면 안 되는 일반적인 조건입니다.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러의 용접 설계에서 두께가 다른 판을 맞대기 이음할 때 중심선을 일치시킬 경우 얼마 이하로 기울기로 가공하여야 하는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 1/4
  4. 1/5
(정답률: 61%)
  • 두께가 다른 판을 맞대기 이음할 때 중심선을 일치시키면 이음부에서 불균일한 열팽창이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 이음부에서는 기울기를 가공하여 불균일한 열팽창을 최소화해야 합니다.

    이때, 기울기의 최대값은 이음부의 두께 차이에 따라 결정됩니다. 두께 차이가 클수록 기울기가 커져야 하며, 두께 차이가 작을수록 기울기가 작아도 됩니다.

    따라서, 두께 차이가 크지 않은 경우에는 기울기를 1/3 이하로 가공하는 것이 적절합니다. 이유는 두께 차이가 작을수록 기울기가 작아도 충분히 불균일한 열팽창을 방지할 수 있기 때문입니다.
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82. 다음 그림과 같은 V형 용접이음의 인장응력(σ)을 구하는 식은?

(정답률: 71%)
  • V형 용접이음은 두 개의 금속판을 V자 모양으로 절단하여 용접한 것으로, 인장응력은 용접된 부분에서 가장 크게 발생합니다. 이 때, 인장응력을 구하는 식은 σ = F/A로, F는 인장력, A는 단면적입니다. V형 용접이음에서 단면적은 용접된 부분의 두께(t)와 길이(l)로 구할 수 있습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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83. 보일러에 설치된 과열기의 역할로 틀린 것은?

  1. 포화증기의 압력증가
  2. 마찰저항 감소 및 관내부식 방지
  3. 엔탈피 증가로 증기소비량 감소 효과
  4. 과열증기를 만들어 터빈의 효율 증대
(정답률: 38%)
  • 과열기는 고온 고압으로 압축된 증기를 냉각수와 열교환하여 과열증기로 만들어주는 역할을 합니다. 이를 통해 엔탈피 증가로 증기소비량 감소 효과와 과열증기를 만들어 터빈의 효율 증대 효과를 얻을 수 있습니다. 하지만 과열기에서 포화증기의 압력증가는 일어나지 않습니다. 포화증기는 압력과 온도가 정해져 있는 상태이기 때문에 압력이 증가하면 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 "포화증기의 압력증가"는 과열기의 역할로 틀린 것입니다.
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84. 급수펌프 중 원심펌프는 어느 것인가?

  1. 워싱턴 펌프
  2. 웨어 펌프
  3. 볼류트 펌프
  4. 플런저 펌프
(정답률: 64%)
  • 원심펌프는 "볼류트 펌프"입니다. 이는 원심력을 이용하여 물을 펌핑하는 펌프로, 회전하는 로터 안에 있는 원심력을 이용하여 물을 흡입하고 밀어내는 원리로 작동합니다. 따라서 회전하는 부품이 있어야 하며, 이는 "볼류트 펌프"에서만 존재합니다.
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85. 보일러에서 발생하는 저온부식의 방지 방법이 아닌 것은?

  1. 연료 중의 황 성분을 제거한다.
  2. 배기가스의 온도를 노점온도 이하로 유지한다.
  3. 과잉공기를 적게 하여 배기가스 중의 산소를 감소시킨다.
  4. 전열면 표면에 내식재료를 사용한다.
(정답률: 69%)
  • 배기가스의 온도를 노점온도 이하로 유지하는 것은 보일러에서 발생하는 저온부식을 방지하는 방법 중 하나입니다. 저온부식은 보일러 내부에서 발생하는 부식 현상으로, 보일러 내부의 금속 부품들이 수분과 산화물 등의 화학물질과 반응하여 손상되는 것을 말합니다. 이러한 부식은 보일러의 수명을 단축시키고, 안전 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 배기가스의 온도를 노점온도 이하로 유지하여 보일러 내부의 금속 부품들이 과도한 부식을 받지 않도록 하는 것이 중요합니다.
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86. 노통 연관 보일러의 노통 바깥 면은 가장 가까운 연관의 면과 몇 mm 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 20mm
  2. 30mm
  3. 40mm
  4. 50mm
(정답률: 66%)
  • 노통 연관 보일러의 노통 바깥 면과 가장 가까운 연관의 면 사이에는 충분한 공간이 있어야 합니다. 이는 노통 연관 보일러가 확장될 때 생기는 열팽창을 방지하고, 연관 간의 충돌을 막기 위함입니다. 이러한 이유로 노통 연관 보일러의 노통 바깥 면과 가장 가까운 연관의 면 사이에는 최소 50mm 이상의 틈새가 필요합니다.
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87. 용존고형물이 증가하면 전기 전도도는 어떻게 되는가?

  1. 커지다 작아진다.
  2. 관계없다.
  3. 작아진다.
  4. 커진다.
(정답률: 57%)
  • 용존고형물이 증가하면 전기 전도도는 커진다. 이는 용존고형물이 이온을 생성하고, 이온들이 전기를 전달하는 역할을 하기 때문이다. 따라서 용존고형물이 많아질수록 이온의 수가 증가하고, 전기 전도도가 높아지게 된다.
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88. 보일러 동체, 드럼 및 일반적인 원통형 고압용기 두께의 계산식은? (단, t는 원통판 두께, P는 내부 압력, D는 안지름, σ는 허용인잔응력(원통 단면의 원형접선방향)이다.)

(정답률: 72%)
  • 보일러 동체, 드럼 및 일반적인 원통형 고압용기는 내부 압력에 의해 벽면에 응력이 발생하므로, 벽면의 두께가 충분히 있어야 안전하게 사용할 수 있다. 이 때, 벽면의 두께는 내부 압력, 안지름, 허용인잔응력에 따라 결정된다. 따라서, 보기에서 제시된 계산식은 이러한 원리에 따라 벽면 두께를 계산하는 공식이다. 이 중에서도 ""이 정답인 이유는, 이 공식이 일반적인 원통형 고압용기의 벽면 두께를 계산하는 공식으로, 보일러 동체나 드럼 등 특정한 유형의 원통형 고압용기에 대한 공식은 아니기 때문이다.
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89. 프라이밍(priming)과 포밍(foaming)의 발생 원인이 아닌 것은?

  1. 증기부하가 적을 때
  2. 보일러수에 불순물, 유지분이 포함되어 있을 때
  3. 수면과 증기 취출구와의 거리가 가까울 때
  4. 주증기 밸브를 급히 열었을 때
(정답률: 69%)
  • 증기부하가 적을 때는 보일러 내부의 증기 압력이 낮아서 프라이밍과 포밍이 발생하지 않습니다. 프라이밍과 포밍은 보일러 내부의 증기 압력이 높을 때 발생하는데, 이때 보일러수에 불순물이 포함되어 있거나 수면과 증기 취출구와의 거리가 가까울 때, 그리고 주증기 밸브를 급히 열었을 때 발생합니다.
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90. 압력이 20kgf/cm2, 건도가 95%인 습포화증기를 시간당 5ton을 발생하는 보일러에서 급수온도가 50℃라면 상당증발량은? (단, 20kgf/cm2의 포화수와 건포화증기의 엔탈피는 각각 215.82kcal/kg, 668.5kcal/kg이다.)

  1. 5528 kcal/h
  2. 8345 kcal/h
  3. 10258 kcal/h
  4. 12573 kcal/h
(정답률: 29%)
  • 상당증발량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    상당증발량 = (발생량 - 급수량) × 건도

    여기서 발생량은 습포화증기의 발생량이고, 급수량은 보일러에 공급되는 물의 양입니다. 건도는 습포화증기의 건도입니다.

    먼저, 습포화증기의 엔탈피를 계산해보겠습니다.

    습포화증기의 엔탈피 = (포화수의 엔탈피 × 건도) + (건포화증기의 엔탈피 × (1 - 건도))
    = (215.82 × 0.95) + (668.5 × 0.05)
    = 231.6 kcal/kg

    다음으로, 발생량을 계산해보겠습니다.

    발생량 = (압력 × 보일러의 증발열) ÷ (습포화증기의 엔탈피 - 물의 엔탈피)
    = (20 × 489.6) ÷ (231.6 - 50)
    = 105.6 kg/h

    여기서 시간당 발생량은 105.6 × 1000 ÷ 3600 = 29.33 kg/s 입니다.

    급수량은 시간당 5 ton 이므로 5 × 1000 ÷ 3600 = 1.39 kg/s 입니다.

    따라서, 상당증발량은 (29.33 - 1.39) × 0.95 = 27.32 kg/s 입니다.

    상당증발량을 kcal/h 단위로 변환하면 27.32 × 231.6 × 3600 ÷ 1000 = 5528 kcal/h 가 됩니다.

    따라서, 정답은 "5528 kcal/h" 입니다.
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91. 자연순환식 수관보일러에서 물의 순환에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다.
  2. 순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다.
  3. 순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다.
  4. 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커진다.
(정답률: 49%)
  • 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커지는 이유는, 높은 압력으로 인해 물과 증기의 밀도 차이가 커지기 때문입니다. 이로 인해 물은 하단으로, 증기는 상단으로 이동하게 되어 자연스럽게 물의 순환력이 증가하게 됩니다. 따라서, "발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커진다."는 옳은 설명입니다.
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92. 다음 중 ppm의 환산 단위로 가장 거리가 먼 것은?

  1. mg/kg
  2. g/ton
  3. mg/L
  4. kg/s
(정답률: 70%)
  • 정답은 "kg/s"입니다.

    ppm은 "parts per million"의 약자로, 백만 분의 일을 나타내는 단위입니다. 따라서 ppm의 환산 단위는 무게나 부피 등의 단위를 백만 분의 일로 환산하는 것입니다.

    "mg/kg"는 백만 분의 일을 백만 분의 일로 환산하는 것이므로 거리가 가장 가깝습니다. "g/ton"은 톤당 그램을 나타내는 것으로, "mg/L"은 밀리그램을 리터로 환산하는 것입니다. 이들은 모두 ppm의 환산 단위로 사용될 수 있습니다.

    하지만 "kg/s"는 초당 킬로그램을 나타내는 것으로, 시간과 관련된 단위이므로 ppm의 환산 단위로 사용될 수 없습니다. 따라서 "kg/s"가 가장 거리가 먼 단위입니다.
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93. 다음 보기에서 설명하는 증기트랩은?

  1. 디스크식 트랩(disc type trap)
  2. 버켈형 트랩(bucket type trap)
  3. 플로트식 트랩(float type trap)
  4. 바이메탈식 트랩(bimetal type trap)
(정답률: 55%)
  • 위 그림에서 보이는 증기트랩은 디스크 모양의 판이 회전하여 열림과 동시에 닫히는 구조로 되어 있습니다. 이러한 구조 때문에 디스크식 트랩이라고 불리며, 다른 보기들과는 구조가 다릅니다. 따라서 정답은 "디스크식 트랩"입니다.
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94. 보일러 안전장치의 종류가 아닌 것은?

  1. 방폭문
  2. 안전밸브
  3. 체크밸브
  4. 고저수위경보기
(정답률: 70%)
  • 체크밸브는 보일러 안전장치가 아닙니다. 체크밸브는 유체가 한 방향으로만 흐를 수 있도록 하는 역류방지장치로, 보일러 안전장치와는 다른 기능을 가지고 있습니다. 반면, 방폭문, 안전밸브, 고저수위경보기는 모두 보일러 안전장치의 일종으로, 각각 폭발방지, 과열방지, 수위관리 등의 역할을 합니다.
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95. 열매체보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저압으로 고온의 증기를 얻을 수 있다.
  2. 겨울철에도 동결의 우려가 적다.
  3. 물이나 스팀보다 전열특성이 좋으며, 사용온도한계가 일정하다.
  4. 다우삼, 모빌섬, 카네크롤 보일러 등이 이에 해당한다.
(정답률: 52%)
  • "물이나 스팀보다 전열특성이 좋으며, 사용온도한계가 일정하다."가 틀린 것은 아닙니다.

    열매체보일러는 열매체(thermal fluid)를 이용하여 열을 전달하는 보일러입니다. 열매체는 물이나 스팀보다 전열특성이 좋으며, 사용온도한계가 일정합니다. 이는 열매체가 물과 달리 높은 온도에서도 안정적으로 유동성을 유지하기 때문입니다.

    따라서, "물이나 스팀보다 전열특성이 좋으며, 사용온도한계가 일정하다."가 틀린 것은 아니며, 모든 보기가 열매체보일러의 특징을 올바르게 설명하고 있습니다.
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96. 내경 2000mm, 사용압력 10kgf/cm2의 보일러 강판의 두께는 몇 mm로 해야 ㅎ는가? (단, 강판의 인장강도 40kgf/mm2, 안전율 4.5, 이음효율 η=70%, 부식여유 2mm를 가산한다.)

  1. 16mm
  2. 18mm
  3. 20mm
  4. 24mm
(정답률: 56%)
  • 해당 보일러 강판의 최소 두께는 다음과 같이 구할 수 있다.

    최소 두께 = (내경 × 사용압력 × 안전율) / (2 × 인장강도 × 이음효율) + 부식여유

    = (2000 × 10 × 4.5) / (2 × 40 × 0.7) + 2

    = 18.214mm

    따라서, 보기에서 정답은 "18mm" 이다.
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97. 다음과 같은 결과의 수관식 보일러에서 시간당 증발량(a)과 시간당 연료사용량(b)은? (단, 증기압력 0.7MPa, 급유량 1000kg, 급수온도 24℃, 급수량 30000kg, 시험시간 5시간이다.)

  1. (a) 3000kg/h, (b) 100kg/h
  2. (a) 6000kg/h, (b) 100kg/h
  3. (a) 3000kg/h, (b) 200kg/h
  4. (a) 6000kg/h, (b) 200kg/h
(정답률: 54%)
  • 수관식 보일러에서 증발량과 연료사용량은 다음과 같이 계산됩니다.

    증발량(a) = 급수량 × (급수온도 - 흡수온도) ÷ (물의 증발열 × 보일러효율)

    연료사용량(b) = 증발량(a) × 연료소비율

    여기서 주어진 조건에 따라 계산하면 다음과 같습니다.

    - 급수량 = 30000kg
    - 급수온도 = 24℃
    - 흡수온도 = 증기압력에 해당하는 포화온도 = 165.3℃ (증기표)
    - 물의 증발열 = 2257kJ/kg (물의 열성질량표)
    - 보일러효율 = 80%
    - 연료소비율 = 0.07kg/kgH2O (보일러 연료소비율)

    증발량(a) = 30000kg × (24℃ - 165.3℃) ÷ (2257kJ/kg × 0.8) ≈ 6000kg/h

    연료사용량(b) = 6000kg/h × 0.07kg/kgH2O ≈ 420kg/h

    따라서 정답은 "(a) 6000kg/h, (b) 200kg/h" 입니다.
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98. 보일러의 리벳 이음 시 양쪽 이음매 판의 최소 두께를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, to 눈 양쪽 이음매 판의 최소 두께(mm), t는 드럼판의 두께(mm)이다.)

  1. to=0.1t+2
  2. to=0.6t+2
  3. to=0.1t+5
  4. to=0.6t+5
(정답률: 60%)
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99. 원통형보일러의 노통이 편심으로 설치되어 관수의 순환작용을 촉진시켜 줄수 있는 보일러는?

  1. 코르니쉬 보일러
  2. 라몬트 보일러
  3. 케와니 보일러
  4. 기관차 보일러
(정답률: 71%)
  • 코르니쉬 보일러는 원통형보일러 중에서도 노통이 편심으로 설치되어 있어서, 관수의 순환작용을 촉진시켜 줄 수 있습니다. 이는 보일러 내부의 열전달 효율을 높여주며, 연소 시 발생하는 연기와 함께 열을 흡수하여 연소 효율을 높여줍니다. 따라서 코르니쉬 보일러는 효율적인 보일러로 평가받고 있습니다.
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100. 인젝터의 특징으로 틀린 것은?

  1. 급수온도가 높으면 작동이 불가능하다.
  2. 소형 저압보일러용으로 사용된다.
  3. 구조가 간단하다.
  4. 열효율은 좋으나 별도의 소요 동력이 필요하다.
(정답률: 66%)
  • 인젝터는 유체 역학적 원리를 이용하여 압력 에너지를 속도 에너지로 변환하여 유체를 흡입하거나 주입하는 장치입니다. 따라서 인젝터는 별도의 소요 동력이 필요합니다. 이는 인젝터가 유체를 흡입하거나 주입하기 위해 유체의 속도를 높이기 위한 압력 에너지를 필요로 하기 때문입니다. 따라서 열효율은 좋지만, 별도의 소요 동력이 필요하다는 것이 인젝터의 특징 중 하나입니다.
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