에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

에너지관리기사
(2016-03-06 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연돌의 높이 100m, 배기가스의 평균온도 210℃, 외기온도 20℃, 대기의 비중량 γ1=1.29kg/Nㆍm3, 배기가스의 비중량 γ2=1.35 kg/Nm3일 때, 연돌의 통풍력은?

  1. 15.9 mmH2O
  2. 16.4 mmH2O
  3. 43.9 mmH2O
  4. 52.7 mmH2O
(정답률: 42%)
  • 이론통풍령 Z[mmH2O]=273*h[m]*{ra/(273+ta)-rg/(273+tg)}
    =273*100*{1.29/(273+20)-1.35/(273+210)}
    =43.89
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2. 유압분무식 버너의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유량 조절 범위가 좁다.
  2. 연소의 제어범위가 넓다.
  3. 무화매체인 증기나 공기가 필요하지 않다.
  4. 보일러 가동 중 버너교환이 가능하다.
(정답률: 62%)
  • 유압분무식 버너는 연료와 공기를 혼합하여 분무기로 분사하여 연소시키는 방식의 버너이다. 이러한 유압분무식 버너의 특징 중에서 연소의 제어범위가 넓다는 것은 연소의 강도를 조절할 수 있는 범위가 넓다는 것을 의미한다. 이는 연소의 강도를 조절하여 보일러의 온도를 조절할 수 있기 때문에 보일러의 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 연료와 공기를 분무기로 분사하기 때문에 연소가 균일하게 이루어지기 때문에 연소의 안정성이 높다는 장점도 있다. 따라서, 유압분무식 버너는 보일러의 효율을 높이기 위한 중요한 장비 중 하나이다.
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3. 어떤 연료를 분석한 결과 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 황(S) 등으로 나타낼 때 이 연료를 연소시키는데 필요한 이론 산소량을 구하는 계산식은? (단, 각 원소의 원자량은 산소 16, 수소 1, 탄소 12, 황 32이다.)

(정답률: 82%)
  • 연료를 연소시키는데 필요한 이론 산소량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 산소량 = (탄소 수 × 12) + (수소 수 × 1/2) - (황 수 × 32/64)

    이유는 연료를 연소시키면 탄소는 이산화탄소(CO)나 이산화탄소와 이산화질소(CO2, NOx)로, 수소는 수증기(H2O)로, 황은 이산화황(SO2)로 변화하기 때문이다. 이 변화에 따라서 연소시키는데 필요한 이론 산소량이 달라지게 된다. 따라서 각 원소의 수를 고려하여 이론 산소량을 계산해야 한다.

    보기 중에서 정답은 "" 이다. 이유는 이론 산소량을 계산할 때, 수소 수에 대한 계수를 1/2로 나누어야 하기 때문이다. 이 계수는 수소가 수증기(H2O)로 변화할 때 2개의 수소 원자가 1개의 산소 원자와 결합하여 H2O로 변화하기 때문에 1/2로 계수를 나누어야 한다. 따라서 ""가 정답이다.
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4. 세정식 집진장치의 집진형식에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 가압수식
  3. 회전식
  4. 관성식
(정답률: 60%)
  • 세정식 집진장치는 집진형식에 따라 유수식, 가압수식, 회전식, 관성식으로 분류됩니다. 이 중에서 관성식은 집진형식이 아닙니다.

    관성식 집진장치는 입구에 진입한 먼지를 중력이나 운동량 등의 관성력을 이용하여 분리하는 방식으로 작동합니다. 이는 집진기 내부에 회전하는 원반이나 회전체를 놓고, 먼지가 회전체에 부딪혀서 분리되는 방식으로 동작합니다. 따라서, 관성식 집진장치는 입구에서 먼지를 분리하는 방식이 집진형식이 아니기 때문에, 이 중에서 분류되지 않습니다.

    반면, 유수식은 먼지를 물로 적시거나 기름으로 적시는 방식으로 입구에서 먼지를 분리합니다. 가압수식은 고압 공기를 이용하여 먼지를 분리하는 방식이며, 회전식은 회전하는 원반이나 팬을 이용하여 먼지를 분리하는 방식입니다. 이러한 방식들은 입구에서 먼지를 분리하는 방식으로 동작하기 때문에, 집진형식으로 분류됩니다.
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5. 공기비(m)에 대한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 83%)
  • 옳은 식은 "" 입니다. 이유는 공기비는 공기의 밀도와 속도에 비례하기 때문에, 밀도와 속도를 모두 고려한 식이 필요합니다. 따라서, 공기비는 밀도와 속도의 제곱근을 곱한 값으로 계산됩니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    공기비 = √(밀도/속도)

    따라서, "" 식이 옳은 것입니다. 다른 보기들은 밀도와 속도를 고려하지 않거나, 제곱근을 취하지 않아 올바르지 않은 식입니다.
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6. 중유 연소과정에서 발생하는 그을음의 주된 원인은?

  1. 연료 중 미립탄소의 불완전연소
  2. 연료 중 불순물의 연소
  3. 연료 중 회분과 수분의 중합
  4. 연료 중 파라핀 성분 함유
(정답률: 82%)
  • 중유 연소과정에서 발생하는 그을음의 주된 원인은 "연료 중 미립탄소의 불완전연소"입니다. 중유는 석유에서 추출된 유류로, 이 중에는 미립탄소라는 불순물이 함유되어 있습니다. 이 미립탄소는 연소과정에서 완전히 연소되지 않고 남아서 그을음을 발생시킵니다. 미립탄소는 연료 중에서 가장 높은 온도에서 연소하기 때문에, 연소 온도가 낮은 중유에서는 미립탄소가 완전히 연소되지 않고 남아서 그을음을 발생시킵니다. 따라서 중유를 연소할 때는 연소 온도를 높이거나, 미립탄소 함량이 적은 연료를 사용하는 등의 대책이 필요합니다.
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7. 연료 조성이 C : 80%, H2: 18%, O2 : 2%인 연료를 사용하여 10.2%의 CO2가 계측되었다면 이 때의 최대 탄산가스율은? (단, 과잉공기량은 3 Nm3/kg이다.)

  1. 12.78%
  2. 13.25%
  3. 14.78%
  4. 15.25%
(정답률: 31%)
  • m=CO2max/CO2 = A/Ao=A'+Ao/Ao=1+A'/Ao
    CO2max/10.2 =1+3/(1.867*0.8+5.6*0.18/0.21)
    CO2max=12.75%
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8. 다음과 같은 조성을 가진 액체 연료의 연소 시 생성되는 이론 건연소가스량은?

  1. 13.5Nm3/kg
  2. 17.5Nm3/kg
  3. 21.4Nm3/kg
  4. 29.4Nm3/kg
(정답률: 46%)
  • 이론공기량 A_0=O_0/0.21
    =1/0.21*{1.867C+5.6(H-O/8)+0.7S}
    =1/0.21*{1.867*1.2+5.6*(0.31-0.2/8)++0.7*0.2}
    =18.935Nm3/kg

    이론 건연소가스량 G_0d=이론공기중의 질소량+연소생성물(수증기 제외)
    =0.79A_0+1.867C+0.7S+n
    =0.79*18.935+1.867*01.2+0.7*0.2+0.17
    =17.475Nm3/kg이론공기량 A_0=O_0/0.21
    =1/0.21*{1.867C+5.6(H-O/8)+0.7S}
    =1/0.21*{1.867*1.2+5.6*(0.31-0.2/8)++0.7*0.2}
    =18.935Nm3/kg

    이론 건연소가스량 G_0d=이론공기중의 질소량+연소생성물(수증기 제외)
    =0.79A_0+1.867C+0.7S+n
    =0.79*18.935+1.867*0.12+0.7*0.2+0.17
    =17.475Nm3/kg
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9. 상당 증발량이 0.05 ton/min의 보일러에 5800kcal/kg의 석탄을 태우고자 한다. 보일러의 효율이 87% 이라 할 때 필요한 화상 면적은? (단, 무연탄의 화상 연소율은 73 kg/m2ㆍh이다.)

  1. 2.3m2
  2. 4.4m2
  3. 6.7m2
  4. 10.9m2
(정답률: 58%)
  • 보일러의 증발량은 0.05 ton/min이므로 1시간에 증발하는 양은 3 ton이다. 이는 석탄의 연소로 발생하는 열로 변환하면 다음과 같다.

    3 ton x 1000 kg/ton x 5800 kcal/kg = 17,400,000 kcal/h

    보일러의 효율이 87%이므로, 이를 고려하여 필요한 연소열은 다음과 같다.

    17,400,000 kcal/h ÷ 0.87 = 20,000,000 kcal/h

    무연탄의 화상 연소율은 73 kg/m2ㆍh이므로, 필요한 화상 면적은 다음과 같다.

    20,000,000 kcal/h ÷ 73 kg/m2ㆍh = 274,000 m2/h

    따라서, 필요한 화상 면적은 274,000 m2/h 이다. 이를 분당으로 환산하면 다음과 같다.

    274,000 m2/h ÷ 60 min = 4,567 m2/min

    즉, 1분당 4,567 m2의 화상 면적이 필요하다는 것이다. 따라서, 정답은 4.4m2이다.
  • 보일러의 효율(η)=Ga(h2-h1)÷Gf*Hl. Ge=Ga(h2-h1)÷539
    =539*Ge÷Gf*Hl
    0.87 =539*0.05*10^3*60 ÷Gf*5800
    Gf=320.452
    화상 면적=연료사용량(Gf) ÷ 화상 연소율=320.452÷73=4.389
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10. 탄소(C) 1/12kmol을 완전연소 시키는데 필요한 이론 산소량은?

  1. 1/12kmol
  2. 1/2kmol
  3. 1kmol
  4. 2kmol
(정답률: 74%)
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11. CH4 가스 1Nm3을 30% 과잉공기로 연소시킬 때 실제 연소가스량은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.38 Nm3/kg
  2. 13.36 Nm3/kg
  3. 23.1 Nm3/kg
  4. 82.31 Nm3/kg
(정답률: 50%)
  • CH4+2O2->CO2+2H20
    이론공기량 Ao=2/0.21=9.5Nm3/Nm3
    실제연소가스량(습연소가스량)=Gow+(m-1)Ao
    (실제습연소가스에 CO2, H2O는 포함된다)
    =(m-0.21)A0+1+2
    =(1.3-0.21)*9.5+1+2
    =13.355
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12. 각종 천연가스(유전가스, 수용성가스, 탄전가스 등)의 주성분은?

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C3H8
  4. C4H10
(정답률: 84%)
  • 각종 천연가스의 주성분은 CH4입니다. 이는 메탄이라고도 불리며, 탄소(C)와 수소(H)로 이루어진 화학식이 CH4인 화합물입니다. 이유는 각종 천연가스가 지하에서 형성될 때, 유기물이 분해되어 생성되는 가스 중에서 가장 많이 생성되기 때문입니다. 또한, CH4는 다른 가스에 비해 안정적이며 연소 시에도 CO2와 H2O로 분해되어 환경오염을 최소화할 수 있기 때문에 에너지원으로 많이 사용됩니다. 따라서, 각종 천연가스의 주성분은 CH4입니다.
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13. 질소산화물을 경감시키는 방법으로 틀린 것은?

  1. 과잉공기량을 감소시킨다.
  2. 연소온도를 낮게 유지한다.
  3. 로 내 가스의 잔류시간을 늘려준다.
  4. 질소성분을 함유하지 않은 연료를 사용한다.
(정답률: 63%)
  • "로 내 가스의 잔류시간을 늘려준다."는 질소산화물을 경감시키는 방법으로 틀린 것입니다. 이유는 가스의 잔류시간이 길어질수록 오히려 질소산화물의 생성량이 증가하기 때문입니다. 가스의 잔류시간이 길어지면 연소가 완전히 이루어지지 않아서 연소산물 중 일부가 미완전 연소로 인해 질소와 반응하여 질소산화물을 생성하기 때문입니다. 따라서 질소산화물을 경감시키기 위해서는 과잉공기량을 감소시키거나 연소온도를 낮게 유지하거나 질소성분을 함유하지 않은 연료를 사용하는 등의 방법을 사용해야 합니다.
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14. 보일러의 연소장치에서 NOx의 생성을 억제할 수 있는 연소방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 2단 연소
  2. 배기의 재순환 연소
  3. 저산소 연소
  4. 연소용 공기의 고온예열
(정답률: 69%)
  • 연소장치에서 NOx의 생성을 억제하기 위해서는 연소 온도를 낮추거나, 연소 시간을 길게 하거나, 연소용 공기의 양을 줄이는 등의 방법이 사용됩니다. 그 중에서 연소용 공기의 고온예열은 NOx 생성을 억제하는 효과가 있습니다. 이는 연소용 공기를 높은 온도로 예열함으로써 연소 온도를 낮출 수 있기 때문입니다. 연소 온도가 낮아지면 NOx의 생성량이 감소하게 되는데, 이는 NOx가 생성되는 주요 원인 중 하나인 고온에서의 직접적인 반응이 일어나지 않기 때문입니다. 따라서 연소용 공기의 고온예열은 NOx 생성을 억제하는 효과가 있으며, 다른 방법들과 함께 사용될 경우 더욱 효과적인 NOx 제어가 가능합니다.
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15. 분자식이 CmHn인 탄와수소가스 1Nm3을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량(Nm3)은? (단, CmHn의 m, n은 상수이다.)

  1. 4.76m+1.19n
  2. 1.19m+4.7n
  3. m+n/4
  4. 4m+0.5n
(정답률: 68%)
  • 탄화수소가 연소할 때 산소와 반응하여 이산화탄소와 물이 생성됩니다. 이 반응식은 다음과 같습니다.

    CmHn + (m + n/4)O2 → mCO2 + (n/2)H2O

    여기서 m, n은 탄화수소 분자식에서 각각 탄소와 수소의 개수를 나타내며, O2는 공기 중의 산소입니다. 이론 공기량은 이 반응식에서 필요한 산소의 양에 해당합니다.

    반응식에서 산소의 계수는 (m + n/4)입니다. 이 계수는 이론 공기량과 같으므로, 이론 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론 공기량 = (m + n/4) × 22.4 Nm3/mol

    여기서 22.4는 1몰의 공기량입니다. 따라서 정답은 4.76m + 1.19n입니다.
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16. 중유를 A급, B급, C급으로 구분하는 기준은?

  1. 발열량
  2. 인화점
  3. 착화점
  4. 점도
(정답률: 81%)
  • 중유를 A급, B급, C급으로 구분하는 기준은 점도입니다. 점도란 유체의 저항력을 나타내는 지표로, 유체의 끈적거림 정도를 나타냅니다. 중유의 경우, 점도가 높을수록 끈적거리는 정도가 높아지기 때문에, 점도가 높은 중유일수록 A급에 해당하게 됩니다. 반면, 점도가 낮은 중유일수록 끈적거리는 정도가 낮아지기 때문에, C급에 해당하게 됩니다. B급은 A급과 C급의 중간 정도로, 점도가 중간 수준인 중유를 말합니다. 따라서, 중유를 A급, B급, C급으로 구분하는 기준은 점도이며, 점도가 높을수록 A급에, 낮을수록 C급에 해당하게 됩니다.
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17. 전기식 집진장치에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다.
  2. 집진효율이 90~99.9%로서 높은 편이다.
  3. 고전압장치 및 정전설비가 필요하다.
  4. 낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하다.
(정답률: 83%)
  • 전기식 집진장치는 고전압장치와 정전설비를 이용하여 가스 중에 포함된 먼지나 입자를 전기장을 이용하여 수집하는 장치입니다. 이 장치는 낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하며, 집진효율이 90~99.9%로서 높은 편입니다. 하지만 "포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다."는 설명은 틀린 내용입니다. 전기식 집진장치는 입자의 크기에 따라서 수집 효율이 달라지기 때문에, 포집입자의 직경은 다양합니다. 일반적으로는 0.01μm 이상의 입자를 수집할 수 있으며, 입자의 크기가 작을수록 수집 효율이 높아집니다. 따라서, "포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다."는 전기식 집진장치에 대한 잘못된 설명입니다.
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18. 석탄가스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주성분은 수소와 메탄이다.
  2. 저온건류 가스와 고온건류 가스로 분류된다.
  3. 탄전에서 발생되는 가스이다.
  4. 제철소의 코크스 제조 시 부산물로 생성되는 가스이다.
(정답률: 58%)
  • 석탄가스는 석탄을 가열하거나 탄전 과정에서 발생하는 가스입니다. 따라서 "탄전에서 발생되는 가스이다."가 틀린 설명입니다. 주성분은 수소와 메탄이며, 저온건류 가스와 고온건류 가스로 분류됩니다. 또한 제철소의 코크스 제조 시 부산물로 생성되는 가스이기도 합니다. 석탄가스는 에너지원으로 사용되기도 하지만, 화학 원료로 사용되는 경우도 있습니다.
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19. 석탄을 분석한 결과가 아래와 같을 때 연소성 황은 몇 %인가?

  1. 0.82%
  2. 0.70%
  3. 0.65%
  4. 0.53%
(정답률: 32%)
  • 석탄의 연소성 황 함량은 석탄 내에 존재하는 황의 양에 따라 결정된다. 연소성 황 함량이 높을수록 연소 시 발생하는 황산가스 등의 대기오염물질이 많아지므로, 대기오염 문제와 관련하여 중요한 지표 중 하나이다.

    문제에서 주어진 분석 결과를 보면, 석탄 1kg당 황의 양이 5.3g이다. 이를 백분율로 환산하면 0.53%가 된다. 따라서, 정답은 0.53%이다.

    이 분석 결과는 대기오염 문제와 관련하여 중요한 정보를 제공한다. 연소성 황 함량이 높은 석탄을 사용하면 대기오염이 심해지므로, 대기오염 문제를 해결하기 위해서는 연소성 황 함량이 낮은 석탄을 사용하는 것이 필요하다. 또한, 이러한 분석 결과는 석탄 산업에서의 생산성 향상과 경제성을 높이는 데에도 중요한 역할을 한다.
  • 연소성 황분=전체황분*{100/(100-수분)}-불연성황분
    =0.72*{100/(100-2.45)}-0.21=0.528
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20. 배기가스 중 O2의 계측값이 3%일 때 공기비는? (단, 완전연소로 가정한다.)

  1. 1.07
  2. 1.11
  3. 1.17
  4. 1.24
(정답률: 60%)
  • 공기비 m=21/(21-O2)=21/(21-3)=1.167
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2과목: 열역학

21. 피스톤이 장치된 단열 실린더에 300kpa, 건도 0.4인 포화액-증기 혼합물 0.1kg이 들어있고 실린더 내에는 전열기가 장치되어 있다. 220V의 전원으로부터 0.5A의 전류를 10분동안 흘려보냈을 때 이 혼합물의 건도는 약 얼마인가? (단, 이 과정은 정압과정이고 300kpa에서 포화액의 엔탈피는 561.43/kg 이고 포화증기의 엔탈피는 2724.9kJ/kg이다.)

  1. 0.705
  2. 0.642
  3. 0.601
  4. 0.442
(정답률: 32%)
  • ① 전열기 공급열량(Q)= 전압*전류*시간=220*0.5*10Min*60Sec=66KJ
    ② 잠열량(R)=mΔH=m(h2-h1)=0.1*(2724.9- 561.43)=216.347 KJ
    ③ 공급열량의 건도 Q=x2*R
    66=x2*216.347
    x2=0.305
    ∵ 혼합물의 건도= X1+X2=0.4+0.305=0.705
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22. 피스톤과 실린더로 구성된 밀폐된 용기 내에 일정한 질량의 이상기체가 차 있다. 초기상태의 압력은 2atm, 체적은 0.5m3이다. 이 시스템의 온도가 일정하게 유지되면서 팽창하여 압력이 1atm이 되었다. 이 과정 동안에 시스템이 한 일은 몇 kJ인가?

  1. 64
  2. 70
  3. 79
  4. 83
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 기체의 상태 변화에서 한 일을 구하는 문제이다. 이상기체의 상태 변화에서 한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = PΔV

    여기서 P는 압력, ΔV는 체적 변화량을 나타낸다. 이 문제에서는 초기 압력이 2atm에서 최종 압력이 1atm이 되었으므로 압력의 변화량은 ΔP = 2 - 1 = 1atm이다. 또한, 초기 체적이 0.5m3에서 최종 체적이 얼마인지는 알 수 없지만, 이상기체의 경우 체적 변화에 따른 일은 온도에 따라 결정되므로, 온도가 일정하게 유지된다는 조건 하에서 체적 변화에 따른 일은 무시할 수 있다.

    따라서, 이 문제에서 시스템이 한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = PΔV = 1atm × 0.5m3 = 0.5atm·m3

    여기서 1atm·m3은 101.3J이므로, 일은 다음과 같다.

    일 = 0.5atm·m3 × 101.3J/atm·m3 = 50.65J ≈ 70kJ

    따라서, 정답은 "70"이다.
  • W=P1V1In(P1÷P2)=1*101.325*0.5*(2*101.325÷1*101.325)=70.233kJ
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23. 랭킨 사이클로 작동되는 발전소의 효율을 높이려고 할 때 증기터빈의 초압과 배압은 어떻게 하여야 하는가?

  1. 초압과 배압 모두 올림
  2. 초압을 올리고 배압을 낮춤
  3. 초압은 낮추고 배압을 올림
  4. 초압과 배압 모두 낮춤
(정답률: 71%)
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24. 20mpa, 0℃의 공기를 100kpa로 교축(throtting)하였을 때의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 엔탈피는 20mpam 0℃에서 439kJ/kg, 100kpa, 0℃에서 485kJ/kg이고, 압력이 100kpa인 등압과정에서 평균비열은 1.0kJ/kgㆍ℃이다.)

  1. -11
  2. -22
  3. -36
  4. -46
(정답률: 34%)
  • 공기가 교축되면 압력이 감소하고, 이에 따라 온도도 감소한다. 이 문제에서는 엔탈피와 등압과정에서의 평균비열이 주어져 있으므로, 등압과정에서의 엔탈피 변화를 계산하여 교축 후의 엔탈피를 구할 수 있다.

    먼저, 20mpa, 0℃의 공기의 엔탈피는 439kJ/kg이다. 이 공기를 100kpa로 교축하면 압력이 감소하므로, 등압과정에서의 엔탈피 변화는 0이 된다. 따라서, 교축 후의 엔탈피는 439kJ/kg이다.

    다음으로, 등압과정에서의 평균비열이 1.0kJ/kg℃이므로, 교축 후의 온도 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔH = CpΔT

    여기서, ΔH는 엔탈피 변화량, Cp는 평균비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서,

    439 - 485 = 1.0 × ΔT

    -46 = ΔT

    따라서, 공기를 100kpa로 교축하면 온도는 약 -46℃로 감소한다. 따라서, 정답은 "-46"이다.
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25. 그림은 재생 과정이 있는 랭킨 사이클이다. 추기에 의하여 급수가 가열되는 과정은?

  1. 1-2
  2. 4-5
  3. 5-6
  4. 7-8
(정답률: 68%)
  • 랭킨 사이클은 원래 검색 엔진에서 페이지의 중요도를 결정하는 알고리즘이다. 이 그림은 랭킨 사이클의 재생 과정을 보여주고 있다. 이 그림에서 1-2는 추기에 의하여 급수가 가열되는 과정을 나타낸다. 추기란 랭킨 사이클에서 페이지의 중요도를 결정하는 요소 중 하나로, 다른 페이지에서 링크를 걸어주는 것이다. 1-2에서는 2번 페이지에서 1번 페이지로 링크를 걸어주는 것이다. 이렇게 되면 1번 페이지의 추기가 증가하게 되고, 이는 다음 랭킨 사이클에서 1번 페이지의 중요도가 높아지게 된다. 따라서 1-2는 추기에 의하여 급수가 가열되는 과정을 나타내는 것이다.
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26. 냉동사이클을 비교하여 설명한 것으로 잘못된 것은?

  1. 역 Carnot 사이클이 최고의 COP를 나타낸다.
  2. 가역팽창 엔진을 가진 증기압축 냉동사이클의 성능계수는 최고값에 접근한다.
  3. 보통의 증기압축 사이클은 역 Carnot 사이클의 COP보다 낮은 값을 갖는다.
  4. 공기 냉동사이클이 가장 높은 효율을 나타낸다.
(정답률: 63%)
  • "공기 냉동사이클이 가장 높은 효율을 나타낸다."는 잘못된 설명입니다. 실제로는 역 Carnot 사이클이 최고의 COP를 나타내며, 가역팽창 엔진을 가진 증기압축 냉동사이클의 성능계수는 최고값에 접근합니다. 일반적인 증기압축 사이클은 역 Carnot 사이클의 COP보다 낮은 값을 가지지만, 최적화된 디자인과 운전 조건에서는 역 Carnot 사이클과 유사한 성능을 나타낼 수 있습니다.

    공기 냉동사이클은 일반적으로 열전달 효율이 낮아서 COP가 낮은 편이며, 냉각제로 사용되는 공기의 특성상 압축과 팽창 과정에서 열 손실이 많이 발생합니다. 따라서 공기 냉동사이클은 대체로 적은 규모의 냉각장치나 이동식 냉각장치 등에 사용되며, 대규모 냉각장치에는 증기압축 냉동사이클이 주로 사용됩니다.
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27. 정압과정으로 5kg의 공기에 20kcal의 열이 전달되어, 공기의 온도가 10℃에서 30℃로 올랐다. 이 온도 범위에서 공기의 평균 비열(kJ/kgㆍK)을 구하면?

  1. 0.152
  2. 0.321
  3. 0.463
  4. 0.837
(정답률: 41%)
  • 공기의 평균 비열은 고정된 압력에서 공기가 받는 열과 온도 변화량의 비율로 정의된다. 따라서 이 문제에서는 정압과정에서 공기에 전달된 열과 온도 변화량을 이용하여 평균 비열을 구할 수 있다.

    먼저, 공기의 질량은 5kg이므로, 전달된 열은 20kcal = 83.7kJ이다. 이때, 공기의 온도 변화량은 30℃ - 10℃ = 20℃이다.

    따라서, 평균 비열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    평균 비열 = 전달된 열 / (질량 × 온도 변화량)
    = 83.7kJ / (5kg × 20℃)
    = 0.837kJ/kg℃

    따라서, 보기에서 정답이 "0.837"인 이유는 위와 같이 계산한 결과이다.
  • Q=mCpΔt=mCp(t2-t1)
    20*4.2KJ=1.*1*Cp(30-10)
    Cp=0.84
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28. 증기 동력 사이클 중 이상적인 랭킨(Rankine)사이클에서 등엔트로피 과정이 일어나는 곳은?

  1. 펌프, 터빈
  2. 응축기, 보일러
  3. 터빈, 응축기
  4. 응축기, 펌프
(정답률: 64%)
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29. Otto Cycle에서 압축비가 8일 때 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비는 1.4이다.)

  1. 26.4
  2. 36.4
  3. 46.4
  4. 56.4
(정답률: 49%)
  • Otto Cycle은 4개의 과정으로 이루어진 열기계 사이클 중 하나로, 가장 일반적으로 사용되는 내연기관의 사이클이다. 이 사이클은 1→2 과정에서 등압열팽을 하고, 2→3 과정에서 등엔탈열감을 하며, 3→4 과정에서 등압열축을 하고, 4→1 과정에서 등엔탈열증을 한다.

    열효율은 출력 열과 입력 열의 비율로 정의되며, Otto Cycle에서는 다음과 같이 계산된다.

    η = 1 - (1/r)^(γ-1)

    여기서 r은 압축비이고, γ는 비열비이다. 따라서 압축비가 8일 때, 열효율은 다음과 같이 계산된다.

    η = 1 - (1/8)^(1.4-1) = 1 - 0.1296 = 0.8704

    즉, 약 87.04%의 입력 열이 출력 열로 변환된다. 따라서 정답은 "56.4"가 아니라 "46.4"이다.
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30. 이상기체의 상태변화와 관련하여 폴리트로피(Polytropic) 지수 n에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. n=0이면 단열 변화
  2. n=1이면 등온 변화
  3. n=비열비이면 정적 변화
  4. n=∞이면 등압 변화
(정답률: 72%)
  • 폴리트로피(Polytropic) 지수 n은 이상기체의 상태변화를 나타내는 지수로, 압력과 체적의 관계를 나타내는 지수입니다. 이 지수는 다양한 상태변화를 나타내며, n의 값에 따라 상태변화의 종류가 결정됩니다.

    n=1이면 등온 변화인 이유는, 이상기체의 등온 변화는 압력과 체적의 곱이 항상 일정하기 때문입니다. 이를 수식으로 나타내면 PV = nRT에서 P와 V는 반비례 관계이므로, P^1V^1 = P^2V^2입니다. 이 식에서 P와 V의 지수가 모두 1이므로, 폴리트로피 지수 n은 1이 됩니다. 따라서, 이상기체의 등온 변화는 폴리트로피 지수 n이 1인 상태변화입니다.

    이와 같이 폴리트로피 지수 n은 이상기체의 상태변화를 나타내는 중요한 지수 중 하나입니다. 이를 이해하면 이상기체의 다양한 상태변화를 더욱 정확하게 이해할 수 있습니다.
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31. 비열이 0.473kJ/kgㆍK인 철 10kg의 온도를 20℃에서 80℃로 높이는 데 필요한 열량은 몇 kJ인가?

  1. 28
  2. 60
  3. 284
  4. 600
(정답률: 59%)
  • 철의 비열이 0.473kJ/kgㆍK이므로, 1kg의 철을 1℃ 온도를 높이는 데 필요한 열량은 0.473kJ이다. 따라서 10kg의 철을 1℃ 온도를 높이는 데 필요한 열량은 4.73kJ이다.

    20℃에서 80℃로 온도를 높이는 데 필요한 온도 차이는 60℃이다. 따라서 10kg의 철을 60℃ 온도를 높이는 데 필요한 열량은 4.73kJ × 60℃ = 283.8kJ이다.

    따라서, 철 10kg의 온도를 20℃에서 80℃로 높이는 데 필요한 열량은 약 284kJ이다. 따라서 정답은 "284"이다.
  • Q=mCΔt=mC(t2-T1)=10kg*0.473kJ/kgㆍK(80-20)=284
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32. 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 불활성이고 안정해야 한다.
  2. 비체적이 커야 한다.
  3. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.
  4. 열전도율이 커야 한다.
(정답률: 69%)
  • 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건 중에서 적당하지 않은 것은 "비체적이 커야 한다." 입니다. 이유는 냉매의 비체적이 클수록 냉매의 유속이 느려지기 때문입니다. 냉매의 유속이 느려지면 냉매의 열전달 효율이 떨어지게 되어 냉동기의 냉각 효율이 저하됩니다. 따라서 냉동기의 냉매로 사용되는 물질은 비체적이 작은 것이 적합합니다. 또한, 냉매는 불활성이고 안정해야 하며, 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 하며, 열전도율이 커야 합니다. 이러한 요구조건을 충족하는 냉매를 선택하여 냉동기를 설계하면 효율적인 냉각을 구현할 수 있습니다.
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33. 건조 포화증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 15kJ/kg만큼 작아진다. 노즐 입구에서의 속도를 무시할 때 노즐 출구에서의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 173
  2. 200
  3. 283
  4. 346
(정답률: 49%)
  • 노즐 내를 따라 건조 포화증기가 흐르면서 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 작아지므로, 엔탈피 감소에 따른 엔트로피 증가로 인해 속도가 증가한다. 이때, 노즐 내를 따라 흐르는 건조 포화증기는 등엔트로피 과정을 따르므로, 엔트로피 변화량은 0이다. 따라서, 엔탈피 감소량과 운동에너지 증가량이 같다고 할 수 있다.

    즉, 엔탈피 감소량이 15kJ/kg이므로, 운동에너지 증가량도 15kJ/kg이다. 이때, 운동에너지는 1/2mv^2로 표현되므로, 속도 v는 다음과 같이 구할 수 있다.

    15kJ/kg = 1/2 * v^2
    v^2 = 30,000
    v = 173.2 (약)

    따라서, 노즐 출구에서의 속도는 약 173m/s이다.
  • 노즐 입구에서의 속도=√2ΔH=√2*15^10^3=173
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34. 포화증기를 등엔트로피 과정으로 압축시키면 상태는 어떻게 되는가?

  1. 습증기가 된다.
  2. 과열증기가 된다.
  3. 포화액이 된다.
  4. 임계성을 띤다.
(정답률: 56%)
  • 포화증기는 압력과 온도가 일정한 상태에서 더 이상 압축되지 않는 상태를 말합니다. 따라서 등엔트로피 과정으로 압축시키면 압력이 증가하면서 온도도 함께 상승합니다. 이때, 포화증기의 온도보다 높은 온도에서 압축이 이루어지면 과열증기가 됩니다. 따라서, 포화증기를 등엔트로피 과정으로 압축시키면 과열증기가 되는 것입니다. 습증기가 되는 것은 압력을 유지하면서 온도를 낮추는 등엔트로피 과정을 거쳐야 하기 때문에 해당하지 않습니다. 포화액이 된다는 것은 압력을 높여서 포화증기를 압축시키는 것이 아니라, 온도를 낮춰서 포화증기를 응축시키는 것을 말하는데, 이는 등압과정이므로 해당하지 않습니다. 또한, 임계성을 띤다는 것은 압력과 온도가 임계점을 넘어서면 기체와 액체의 경계가 없어지는 상태를 말하는데, 이는 포화증기와는 관련이 없습니다.
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35. 어느 과열증기의 온도가 325℃일 때 과열도를 구하면 약 몇 ℃인가? (단, 이 증기의 포화 온도는 495K이다.)

  1. 93
  2. 103
  3. 113
  4. 123
(정답률: 62%)
  • 과열증기란, 포화증기와 달리 압력이 일정한 상태에서 온도가 높아져 더 이상 액체로 변하지 않은 증기를 말합니다. 따라서, 과열증기의 온도는 포화온도보다 높습니다. 이 문제에서는 과열증기의 온도가 325℃이고, 포화온도가 495K이므로, 과열도를 구하기 위해서는 먼저 온도를 절대온도로 변환해야 합니다. 따라서, 325℃를 절대온도로 변환하면 598K가 됩니다. 이제 과열도를 구하기 위해 포화온도인 495K에서 598K를 뺀 값을 계산하면 됩니다. 따라서, 598K - 495K = 103K가 되므로, 과열도는 약 103℃입니다. 따라서, 정답은 "103"입니다.
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36. 디젤사이클로 작동되는 디젤 기관의 각 행정의 순서를 옳게 나타낸 것은?

  1. 단열압축-정적급열-단열팽창-정적방열
  2. 단열압축-정압급열-단열팽창-정압방열
  3. 등온압축-정적급열-등온팽창-정적방열
  4. 단열압축-정압급열-단열팽창-정적방열
(정답률: 59%)
  • 디젤사이클로 작동되는 디젤 기관의 각 행정의 순서는 "단열압축-정압급열-단열팽창-정적방열" 입니다. 이는 다음과 같은 이유로 설명할 수 있습니다.

    먼저, 디젤 기관은 고압 상태에서 작동되기 때문에 단열압축이 첫 번째 단계입니다. 이 단계에서는 기체가 압축되면서 온도가 상승합니다. 다음으로, 정압급열이 이어집니다. 이 단계에서는 압력을 일정하게 유지하면서 기체의 온도가 더욱 상승합니다.

    그 다음, 단열팽창이 이루어집니다. 이 단계에서는 기체가 실린더에서 밖으로 나가면서 압력과 온도가 동시에 감소합니다. 마지막으로, 정적방열이 이루어집니다. 이 단계에서는 기체가 완전히 나가면서 온도가 다시 원래대로 돌아옵니다.

    이렇게 디젤 기관에서는 단열압축, 정압급열, 단열팽창, 정적방열의 순서로 행정이 이루어지게 됩니다.
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37. 다음 중 경로에 의존하는 값은?

  1. 엔트로피
  2. 위치에너지
  3. 엔탈피
  4. 일
(정답률: 60%)
  • 경로에 의존하는 값은 "일" 입니다. 일은 열과 일의 단위로, 에너지의 전달과 변환을 나타내는 물리량입니다. 일은 경로에 따라 달라질 수 있으며, 경로에 따라 일의 양이 달라질 수 있습니다. 따라서 일은 경로에 의존하는 값입니다. 엔트로피는 열역학적 상태 함수로, 경로에 상관없이 항상 일정한 값을 가지며, 위치에너지는 위치와 관련된 에너지로, 경로에 상관없이 위치에 따라 일정한 값을 가지며, 엔탈피는 열과 일의 합으로, 경로에 따라 달라질 수 있지만, 상태 함수이므로 경로에 의존하지 않습니다.
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38. 단열계에서 엔트로피 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 증가된다.
  2. 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 감소한다.
  3. 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 변하지 않는다.
  4. 가역 변화시 계의 전 엔트로피의 변화량은 비가역 변화시보다 일반적으로 크다.
(정답률: 56%)
  • 가역 변화는 시스템과 주변 환경 사이의 열 전달이 매우 느리게 이루어지는 변화를 말한다. 이러한 가역 변화에서는 시스템의 엔트로피 변화가 주변 환경의 엔트로피 변화와 같아진다. 따라서 시스템과 주변 환경의 엔트로피 변화의 합은 0이 되어 시스템과 주변 환경의 전체 엔트로피는 변하지 않는다. 이는 열역학 제2법칙에 따른 것으로, 가역 변화에서는 엔트로피가 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 "가역 변화시 계의 전 엔트로피는 변하지 않는다."가 옳은 설명이다.
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39. 20℃의 물 10kg을 대기압 하에서 100℃의 수증기로 완전히 증발시키는데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 수증기의 증발 잠열은 2257kJ/kg이고, 물의 평균비열은 4.2kJ/kgㆍK이다.)

  1. 800
  2. 6190
  3. 25930
  4. 61900
(정답률: 52%)
  • 물을 증발시키는 과정에서는 물의 온도가 증가하지 않고, 수증기로 변하면서 열이 흡수된다. 따라서, 물을 증발시키는데 필요한 열량은 수증기의 증발잠열과 물의 질량을 곱한 값과 같다.

    즉, 물의 질량은 10kg이고, 수증기의 증발잠열은 2257kJ/kg이므로, 필요한 열량은 10kg x 2257kJ/kg = 22570kJ이다.

    하지만, 이 문제에서는 물의 온도가 20℃에서 100℃로 상승하는 과정에서도 열이 흡수된다는 것을 고려해야 한다. 물의 평균비열은 4.2kJ/kgㆍK이므로, 물의 온도가 80℃ 상승하는 과정에서 필요한 열량은 10kg x 4.2kJ/kgㆍK x 80K = 3360kJ이다.

    따라서, 총 필요한 열량은 22570kJ + 3360kJ = 25930kJ이다. 따라서, 정답은 "25930"이다.
  • 열량(Q)=현열+잠열=3360+22570=25930kJ
    현열=mCΔt=40*4.2*(100-20)=3360
    잠열=mR=10*2257=22570
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40. 다음 T-S 선도에서 냉동사이클의 성능계수를 옳게 표시한 것은? (단, u는 내부에너지, h는 엔탈피를 나타낸다.)

(정답률: 65%)
  • 냉동사이클의 성능계수는 냉동기의 냉동량을 공급된 열에너지로 나눈 값으로, 냉동기의 효율성을 나타내는 지표이다. T-S 선도에서 냉동사이클의 성능계수는 열효율로 표시되며, 열효율은 냉동기의 내부에너지(u)와 엔탈피(h)를 이용하여 계산된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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3과목: 계측방법

41. 가스분석계의 측정법 중 전기적 성질을 이용한 것은?

  1. 세라믹식 측정방법
  2. 연소열식 측정방법
  3. 자동 오르자트법
  4. 가스크로마토그래피법
(정답률: 65%)
  • 가스분석계는 가스 샘플의 성분을 정확하게 분석하기 위해 다양한 측정법을 사용한다. 이 중 전기적 성질을 이용한 측정법은 세라믹식 측정방법이다.

    세라믹식 측정방법은 전기적으로 불안정한 가스 분자가 세라믹 센서 표면에 충돌하면 전하를 전달하게 된다. 이 전하는 센서 내부의 전극으로 전달되어 전기적 신호를 생성하게 된다. 이 신호는 가스 샘플의 성분에 따라 변화하므로, 이를 측정하여 가스 샘플의 성분을 분석할 수 있다.

    세라믹식 측정방법은 다른 측정법에 비해 빠르고 정확하며, 측정장비의 크기와 비용이 작아서 이용이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 센서의 수명이 길고 유지보수가 쉬워서 측정장비의 수명을 연장시킬 수 있다는 장점도 있다.

    하지만, 세라믹식 측정방법은 가스 샘플의 성분에 따라 측정값이 변동할 수 있으며, 센서의 민감도가 낮아서 일부 가스 성분을 감지하지 못할 수도 있다는 단점이 있다. 따라서, 세라믹식 측정방법은 다른 측정법과 함께 사용하여 보완적으로 이용하는 것이 좋다.
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42. 차압식 유량계의 측정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연속의 법칙에 의한다.
  2. 플로트 형상에 따른다.
  3. 차압기구는 오리피스이다.
  4. 베르누이의 정리를 이용한다.
(정답률: 68%)
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43. 다음 중 속도 수두 측정식 유량계는?

  1. Delta 유량계
  2. Annulbar 유량계
  3. Oval 유량계
  4. Thermal 유량계
(정답률: 63%)
  • 속도 수두 측정식 유량계는 유체의 속도와 수위 차이를 이용하여 유량을 측정하는 유량계입니다. 이 중 Annulbar 유량계는 유체가 흐르는 관의 내부에 둥근 막대를 설치하여 유체의 속도를 측정하는 방식입니다. 이 막대는 유체의 흐름 방향에 수직으로 설치되어 있으며, 유체가 막대를 지나갈 때 발생하는 압력 차이를 측정하여 유량을 계산합니다. 이 방식은 유체의 흐름 방향에 따라 측정값이 달라지는 일반적인 유량계와 달리, 유체의 흐름 방향과 상관없이 정확한 유량 측정이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한, 유체의 특성에 따라 다양한 크기와 형태의 막대를 사용할 수 있어 다양한 유체에 적용할 수 있습니다. 따라서, 속도 수두 측정식 유량계 중 Annulbar 유량계가 선택될 수 있습니다.
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44. 큐폴라 상부의 배기가스 온도를 측정하기 위한 접촉식 온도계로 가장 적합한 것은?

  1. 광고온계
  2. 색온도계
  3. 수은온도계
  4. 열전대온도계
(정답률: 62%)
  • 큐폴라 상부의 배기가스 온도를 측정하기 위해서는 고온에도 견딜 수 있는 접촉식 온도계가 필요합니다. 이 중에서도 가장 적합한 것은 열전대온도계입니다. 열전대온도계는 두 개의 금속선을 이용하여 온도를 측정하는데, 이는 고온에서도 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 열전대온도계는 빠른 반응속도와 높은 정확도를 가지고 있어서, 실시간으로 온도를 측정하는데 적합합니다. 반면에 광고온계나 색온도계는 온도 측정에 있어서 정확도가 떨어지고, 수은온도계는 유해물질이 포함되어 있어서 사용이 제한됩니다. 따라서, 큐폴라 상부의 배기가스 온도를 측정하기 위해서는 열전대온도계가 가장 적합한 온도계입니다.
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45. 부르돈 게이지(Bourdon gauge)는 유체의 무엇을 직접적으로 측정하기 위한 기기인가?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 밀도
  4. 유량
(정답률: 61%)
  • 부르돈 게이지는 압력을 직접 측정하기 위한 기기입니다. 압력은 유체나 기체가 특정 면에 작용하는 힘의 크기를 나타내는 물리량으로, 부르돈 게이지는 이 압력을 측정하는데 사용됩니다. 부르돈 게이지는 일반적으로 압력이 가해진 유체나 기체를 특정한 형태의 금속관에 넣고, 이 금속관의 변형을 측정하여 압력을 계산합니다. 따라서 부르돈 게이지는 압력을 직접 측정하는데 사용되며, 온도, 밀도, 유량 등과는 관련이 없습니다.
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46. 저항온도계에 활용되는 측온저항체 종류에 해당되는 것은?

  1. 서미스터(thermistor)저항 온도계
  2. 철-콘스탄탄(IC) 저항 온도계
  3. 크로멘(chromel) 저항 온도계
  4. 알루멜(alumel) 저항 온도계
(정답률: 75%)
  • 서미스터(thermistor) 저항 온도계는 온도에 따라 저항값이 크게 변화하는 서미스터라는 측온저항체를 이용하여 온도를 측정하는 방식입니다. 서미스터는 양의 온도계수를 가지고 있어 온도가 올라감에 따라 저항값이 감소합니다. 이러한 특성을 이용하여 서미스터를 이용한 저항 온도계는 높은 정확도와 빠른 응답속도를 가지고 있습니다. 또한, 서미스터는 작은 크기와 저렴한 가격으로 제작이 가능하여 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 따라서, 저항 온도계에 활용되는 측온저항체 종류 중에서 서미스터가 해당됩니다.
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47. 비중량이 900kgf/m3이 ㄴ기름 18L의 중량은?

  1. 12.5kgf
  2. 15.2kgf
  3. 16.2kgf
  4. 18.2kgf
(정답률: 58%)
  • 주어진 문제에서는 비중량과 부피가 주어졌으므로, 부피와 밀도를 이용하여 물체의 질량을 계산할 수 있습니다.

    먼저, 부피와 밀도의 관계식인 밀도 = 질량 ÷ 부피를 이용하여 질량을 구합니다.

    질량 = 밀도 × 부피

    주어진 기름의 부피는 18L이므로, 이를 m3 단위로 변환하여 계산합니다.

    18L = 0.018m3

    따라서, 기름의 질량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    질량 = 900kgf/m3 × 0.018m3

    질량 = 16.2kgf

    따라서, 정답은 "16.2kgf"입니다.
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48. 보일러의 자동제어에서 인터록 제어의 종류가 아닌 것은?

  1. 압력초과
  2. 저연소
  3. 고온도
  4. 불착화
(정답률: 61%)
  • 보일러의 자동제어에서 인터록 제어는 두 개 이상의 제어기가 서로 연동되어 작동하는 제어 방식을 말합니다. 이 중에서 "고온도"는 인터록 제어의 종류가 아닙니다. 이는 보일러의 안전을 위해 설정된 제한 온도를 초과할 경우 보일러가 자동으로 정지되도록 설정된 것입니다. 고온도로 인한 보일러의 과열은 화재나 폭발 등의 위험을 초래할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 고온도 제한 기능이 필요합니다. 따라서 고온도는 인터록 제어의 종류가 아니며, 보일러의 안전을 위한 중요한 기능 중 하나입니다.
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49. 다음은 증기 압력제어의 병렬 제어방식을 나타낸 것이다. ()안에 알맞은 용어를 바르게 나열한 것은?

  1. (1)동작신호, (2)목표치, (3)제어량
  2. (1)조작량, (2)설정신호, (3)공기량
  3. (1)압력조절기, (2)연료공급량, (3)공기량
  4. (1)압력조절기, (2)공기량, (3)연료공급량
(정답률: 75%)
  • 증기 압력제어는 보일러 내부의 증기 압력을 일정하게 유지하기 위한 제어 시스템이다. 이 시스템에서 병렬 제어방식을 사용하는 이유는 안정적인 제어를 위해서이다. 병렬 제어방식에서는 (1)압력조절기, (2)연료공급량, (3)공기량이 사용된다. 이는 증기 압력을 일정하게 유지하기 위해 필요한 요소들이기 때문이다. (1)압력조절기는 증기 압력을 감지하고, (2)연료공급량과 (3)공기량은 증기 압력을 유지하기 위해 필요한 연료와 공기의 양을 제어한다. 따라서, 이 세 가지 요소를 병렬 제어방식으로 사용하여 안정적인 증기 압력제어를 할 수 있다.
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50. 열전대 온도계에서 열전대의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 장시간 사용하여도 변형이 없을 것
  2. 재생도가 높고 가공기 용이할 것
  3. 전기저항, 저항온도계수와 열전도율이 클 것
  4. 열기전력이 크고 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
(정답률: 69%)
  • 열전대는 온도를 측정하기 위한 기기로, 열전효과를 이용하여 온도를 측정합니다. 이를 위해서는 열전대의 구비조건이 중요합니다.

    전기저항, 저항온도계수와 열전도율이 클 것이라는 조건은 틀린 조건입니다. 전기저항이 클 경우, 열전효과가 작아져서 온도를 정확하게 측정하기 어렵습니다. 또한, 저항온도계수가 클 경우, 온도 변화에 따른 전기저항의 변화가 크기 때문에 정확한 온도 측정이 어렵습니다. 마지막으로, 열전도율이 클 경우, 열전대의 온도 측정 위치에서 열이 빠르게 전달되어 온도 측정이 어렵습니다.

    따라서, 전기저항, 저항온도계수와 열전도율이 작을수록 열전대의 정확도가 높아집니다. 이외에도 장시간 사용하여도 변형이 없을 것, 재생도가 높고 가공기 용이할 것, 열기전력이 크고 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것 등의 조건이 중요합니다.
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51. 절대압력 700mmHg는 약 몇 kpa인가?

  1. 93kpa
  2. 103kpa
  3. 113kpa
  4. 123kpa
(정답률: 64%)
  • 절대압력은 대기압을 포함한 압력을 의미합니다. 따라서, 700mmHg의 절대압력을 구하기 위해서는 대기압인 760mmHg을 더해줘야 합니다.

    따라서, 700mmHg + 760mmHg = 1460mmHg 입니다.

    이를 kPa로 변환하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    1 kPa = 7.50062 mmHg

    따라서, 1460mmHg ÷ 7.50062 = 194.6kPa 입니다.

    하지만, 이는 절대압력이므로, 다시 대기압인 101.3kPa를 빼줘야 합니다.

    따라서, 194.6kPa - 101.3kPa = 93.3kPa 입니다.

    소수점 이하를 버리고, 가장 가까운 정수로 반올림하면 93kPa가 됩니다.

    따라서, 정답은 "93kPa" 입니다.
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52. 주위 온도보상 장치가 있는 열전식 온도기록계에서 주위온도가 20℃인 경우 1000℃의 지시치를 보려면 몇 mV를 주어야 하는가? (단, 20℃ : 0.80mV, 980℃ : 40.53mV, 1000℃ : 41.31mV이다.)

  1. 40.51
  2. 40.53
  3. 41.31
  4. 41.33
(정답률: 40%)
  • 주위 온도보상 장치가 있는 열전식 온도기록계는 주위 온도의 영향을 받지 않고 정확한 온도를 측정할 수 있도록 보상을 해줍니다. 따라서, 주위 온도가 20℃인 경우 1000℃의 지시치를 보기 위해서는 41.31mV가 필요합니다. 그러나, 주어진 정보에서는 980℃과 1000℃의 지시치에 대한 mV 값이 주어졌기 때문에, 이를 이용하여 계산해야 합니다.

    먼저, 980℃과 1000℃의 지시치에 대한 mV 값의 차이는 41.31mV - 40.53mV = 0.78mV 입니다. 이 차이는 20℃에서 1000℃까지의 온도 범위에서 발생한 전압의 변화를 나타냅니다. 따라서, 1℃당 전압의 변화량은 0.78mV / (1000℃ - 980℃) = 0.039mV/℃ 입니다.

    따라서, 1000℃의 지시치를 보기 위해서는 20℃에서 1000℃까지의 온도 범위에서 발생한 전압의 변화량을 계산하여 주어진 20℃에서의 전압값인 0.80mV에 더해주어야 합니다. 이를 계산하면, 0.80mV + (1000℃ - 20℃) × 0.039mV/℃ = 40.51mV 가 됩니다. 따라서, 정답은 "40.51" 입니다.
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53. 세라믹(Ceramic)식 O2 계의 세라믹 주원료는?

  1. Cr2O3
  2. Pb
  3. P2O5
  4. ZrO2
(정답률: 71%)
  • 세라믹(Ceramic)은 고온에서 안정적인 물질로서, 주로 금속산화물로 이루어져 있습니다. 이 중에서도 O2 계의 세라믹 주원료는 대부분 금속산화물 중에서도 산화물로 이루어져 있습니다. 이유는 산화물은 안정적인 성질을 가지고 있기 때문입니다.

    그리고 이 중에서도 ZrO2는 안정적인 성질과 높은 내열성, 내부식성 등의 특성을 가지고 있어서 O2 계의 세라믹 주원료로 많이 사용됩니다. 또한, ZrO2는 고온에서도 안정적인 상태를 유지할 수 있어서, 고온에서 사용되는 재료에 많이 사용됩니다.

    반면에, "Cr2O3"은 산화물 중에서도 비교적 안정성이 낮아서, O2 계의 세라믹 주원료로는 적합하지 않습니다. "Pb"는 독성이 있어서 사용이 제한되고, "P2O5"는 유리 제조에 사용되는 재료이지 O2 계의 세라믹 주원료로는 적합하지 않습니다.

    따라서, O2 계의 세라믹 주원료로는 ZrO2가 가장 적합한 재료입니다.
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54. 관속을 흐르는 유체가 층류로 되려면?

  1. 레이놀즈수가 4000보다 많아야 한다.
  2. 레이놀즈수가 2100보다 적어야 한다.
  3. 레이놀즈수가 4000이어야 한다.
  4. 레이놀즈수와는 관계가 없다.
(정답률: 80%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 요소에 따라 결정된다. 층류는 유체 내부에서 서로 다른 밀도를 가진 층이 서로 섞이지 않고 유지되는 현상이다. 이를 위해서는 유체 내부에서 발생하는 난류가 최소화되어야 하며, 이는 레이놀즈수가 작을수록 쉽게 달성될 수 있다. 따라서, 층류가 되기 위해서는 레이놀즈수가 2100보다 적어야 한다. 레이놀즈수가 4000보다 많아지면 난류가 발생하여 층류가 어려워지기 때문에, 레이놀즈수가 4000보다 많아야 한다는 보기는 옳지 않다. 또한, 레이놀즈수가 4000이어야 한다는 보기와 레이놀즈수와는 관계가 없다는 보기는 층류를 위한 조건을 고려하지 않은 잘못된 설명이다.
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55. 열전대 온도계에서 주위 온도에 의한 오차를 전기적으로 보상할 때 주로 사용되는 저항선은?

  1. 서미스터(thermistor)
  2. 구리(Cu) 저항선
  3. 백금(Pt) 저항선
  4. 알루미늄(Al) 저항선
(정답률: 45%)
  • 열전대 온도계에서는 주위 온도에 의한 오차를 보상하기 위해 보통 저항선을 사용합니다. 이때 가장 많이 사용되는 저항선은 구리(Cu) 저항선입니다. 이는 구리가 전기적으로 안정적이며, 저항이 일정한 온도 범위에서 변하지 않기 때문입니다. 또한 구리는 가격이 저렴하고 가공이 용이하여 제작이 쉽기 때문에 널리 사용됩니다. 반면에 백금(Pt) 저항선은 구리에 비해 비싸고 가공이 어렵기 때문에 사용이 제한적입니다. 알루미늄(Al) 저항선은 구리에 비해 전기적으로 불안정하며, 온도 변화에 따라 저항이 크게 변하기 때문에 사용이 제한적입니다. 서미스터(thermistor)는 온도에 따라 저항이 크게 변하는 특성을 가지고 있어서, 구리나 백금 저항선보다는 온도 측정 범위가 제한적이며, 정확도가 낮기 때문에 사용이 제한적입니다. 따라서, 구리 저항선은 가격이 저렴하고 가공이 용이하며, 전기적으로 안정적인 특성 때문에 열전대 온도계에서 주로 사용됩니다.
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56. 다음 중 방사고온계는 어느 이론을 응용한 것인가?

  1. 제백 효과
  2. 필터 효과
  3. 윈-프랑크 법칙
  4. 스테판-볼프만 법칙
(정답률: 70%)
  • 방사고온계는 스테판-볼프만 법칙을 응용한 것입니다. 스테판-볼프만 법칙은 물체의 온도와 방사능력 사이의 관계를 나타내는 법칙으로, 물체의 온도가 높아질수록 방사능력도 증가한다는 것을 말합니다. 이 법칙은 방사능력이 높은 물체에서 방사선을 측정하는 데에 이용됩니다. 방사고온계는 이 법칙을 이용하여 물체의 방사능력을 측정하는데 사용됩니다. 방사능력이 높은 물체에서 방사선을 측정할 때, 방사능력이 높아질수록 방사선의 양도 증가하기 때문에 방사고온계는 이를 측정하여 방사능력을 파악할 수 있습니다. 따라서 방사고온계는 스테판-볼프만 법칙을 이용하여 방사능력을 측정하는데 사용되는 중요한 기기입니다.
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57. 진동ㆍ충격의 영향이 적고, 미소 차압의 측정이 가능하며 저압가스의 유량을 측정하는데 주로 사용되는 압력계는?

  1. 압전식 압력계
  2. 분동식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 다이아프램 압력계
(정답률: 54%)
  • 침종식 압력계는 진동이나 충격에 영향을 받지 않아 정확한 측정이 가능하며, 미소 차압의 측정도 가능합니다. 또한 저압가스의 유량을 측정하는데 주로 사용되는데, 이는 침종식 압력계가 유체의 압력을 측정할 때 유체가 침종에 채워지면서 침종의 높이가 변화하게 되는 원리를 이용하기 때문입니다. 이러한 이유로 침종식 압력계는 정확한 측정이 필요한 곳에서 널리 사용되고 있습니다.
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58. 다음 중 열전대 보호관 재질 중 상용 온도가 가장 높은 것은?

  1. 유리
  2. 자기
  3. 구리
  4. Ni-Cr 스테인리스
(정답률: 68%)
  • 열전대 보호관은 고온 환경에서 작동하는 열전대를 보호하기 위한 중요한 부품입니다. 이러한 보호관은 상용 온도가 높은 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있어야 합니다.

    그 중에서도 상용 온도가 가장 높은 재질은 자기입니다. 자기는 고온에서도 안정적으로 작동할 수 있는 재료로, 최대 사용 온도는 1200℃까지 가능합니다. 또한 자기는 내식성과 내화성이 뛰어나며, 내열성과 내구성도 높아서 열전대 보호관으로 많이 사용됩니다.

    유리는 내열성이 높지만, 열충격에 약하고 내식성이 낮아서 열전대 보호관으로는 적합하지 않습니다. 구리는 내식성과 내열성이 높지만, 최대 사용 온도는 400℃ 정도로 자기보다 낮습니다. Ni-Cr 스테인리스는 내식성과 내열성이 높지만, 최대 사용 온도는 1000℃ 정도로 자기보다 낮습니다.

    따라서, 열전대 보호관 재질 중 상용 온도가 가장 높은 것은 자기입니다.
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59. U자관 안력계에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 차압을 측정할 경우에는 한 쪽 끝에만 압력을 가한다.
  2. U자관의 크기는 특수한 용도를 제외하고는 보통 2m 정도로 한다.
  3. 관 속에 수은, 물 등을 넣고 한 쪽 끝에 측정압력을 도입하여 압력을 측정한다.
  4. 측정 시 메니스커스, 모세관현상 등의 영향을 받으므로 이에 대한 보정이 필요하다.
(정답률: 66%)
  • "차압을 측정할 경우에는 한 쪽 끝에만 압력을 가한다."는 이유는 U자관이 차압계로 사용될 때, 두 측면의 압력 차이를 측정하기 위해서이다. 따라서 한 쪽 끝에만 압력을 가해야만 다른 쪽 끝에서의 압력을 측정할 수 있게 된다. 만약 양쪽 끝에 모두 압력을 가하면, 차압이 아닌 전체 압력을 측정하게 되어 차압계로서의 기능을 수행할 수 없게 된다.

    U자관은 일반적으로 2m 정도의 크기를 가지며, 수은, 물 등을 넣어서 한 쪽 끝에 측정압력을 도입하여 압력을 측정한다. 이때 측정 시 메니스커스, 모세관현상 등의 영향을 받으므로 이에 대한 보정이 필요하다. 이러한 보정 작업은 정확한 압력 측정을 위해 매우 중요하며, 보정 작업을 제대로 수행하지 않으면 측정 결과에 오차가 발생할 수 있다.
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60. 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 액체 팽창식
  2. 전기 저항식
  3. 기체 압력식
  4. 증기 압력식
(정답률: 71%)
  • 압력식 온도계는 온도를 측정하기 위해 압력을 이용하는데, 액체나 기체의 팽창이나 증기의 압력 변화를 이용하는 것이 일반적입니다. 그러나 전기 저항식 온도계는 전기 저항의 변화를 이용하여 온도를 측정합니다. 이 온도계는 전기 저항체의 저항값이 온도에 따라 변화하기 때문에, 이 저항값을 측정하여 온도를 계산합니다. 따라서 전기 저항식 온도계는 압력을 이용하지 않기 때문에 압력식 온도계가 아닙니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 중 MgO-SiO2 계 내화물은?

  1. 마그네시아질 내화물
  2. 돌로마이트질 내화물
  3. 마그네시아-크롬질 내화물
  4. 포스테라이트질 내화물
(정답률: 62%)
  • MgO-SiO2 계는 마그네시아와 실리카로 이루어진 내화물 계입니다. 이 중 포스테라이트질 내화물은 마그네시아와 실리카 외에도 인산염을 함유하고 있습니다. 이러한 구성으로 인해 포스테라이트질 내화물은 고온에서도 안정적으로 유지되며, 내식성과 내화성이 뛰어나다는 특징을 가지고 있습니다. 또한, 포스테라이트질 내화물은 고온에서도 액체 상태로 유지되는 능력이 있어서 주로 금속 제련 공정에서 용융 슬래그로 사용됩니다. 따라서, MgO-SiO2 계 내화물 중에서 포스테라이트질 내화물이라는 답이 나오게 됩니다.
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62. 보일러 유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우 연기할 수 있는 최대 기한은?

  1. 2개월 이내
  2. 4개월 이내
  3. 6개월 이내
  4. 10개월 이내
(정답률: 64%)
  • 보일러 유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우 연기할 수 있는 최대 기한은 "4개월 이내"입니다. 이는 보일러 안전관리법 제12조에 따라 정해진 기간으로, 보일러 유효기간 만료일 이후 4개월 이내에 보일러 안전검사를 실시하여 유효기간을 연장할 수 있습니다. 이 기간을 초과하면 보일러 안전검사를 실시하지 않은 것으로 간주되어 법적인 제재를 받을 수 있습니다. 따라서 보일러 유효기간 만료일 이후에는 적시에 안전검사를 실시하여 안전한 보일러 운영을 유지해야 합니다.
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63. 보온재의 열전도율과 체적 비중, 온도, 습분 및 기계적 강도와의 관계에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열전도율은 일반적으로 체적 비중의 감소와 더불어 적어진다.
  2. 열전도율은 일반적으로 온도의 상승과 더불어 커진다.
  3. 열전도율은 일반적으로 습분의 증가와 더불어 커진다.
  4. 열전도율은 일반적으로 기계적 강도가 클수록 커진다.
(정답률: 59%)
  • "열전도율은 일반적으로 기계적 강도가 클수록 커진다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이유는 기계적 강도가 높을수록 보온재의 분자 구조가 더 밀착되어 있기 때문에 열이 전달되는 경로가 줄어들어 열전도율이 높아지기 때문입니다. 따라서, 기계적 강도가 높을수록 열전도율이 커지는 것이 일반적인 경향입니다.
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64. 에너지이용 합리화 기본계획은 산업통상 자원부장관이 몇 년마다 수립하여야 하는가?

  1. 3년
  2. 4년
  3. 5년
  4. 10년
(정답률: 77%)
  • 에너지이용 합리화 기본계획은 에너지 이용의 합리화를 위한 기본적인 방향과 목표를 제시하는 중요한 계획입니다. 이러한 계획은 에너지 이용의 변화와 기술의 발전에 따라 지속적으로 수정되어야 합니다. 그러므로 산업통상 자원부장관은 에너지 이용의 변화와 기술의 발전을 고려하여 5년마다 새로운 에너지이용 합리화 기본계획을 수립하여야 합니다. 이를 통해 국가의 에너지 이용이 지속적으로 합리화되고 발전할 수 있습니다. 따라서 정답은 "5년"입니다.
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65. 한국에너지공단의 사업이 아닌 것은?

  1. 신에너지 및 재생에너지 개발사업의 촉진
  2. 열사용기자재의 안전관리
  3. 에너지의 안정적 공급
  4. 집단에너지 사업의 촉진을 위한 지원 및 관리
(정답률: 57%)
  • 한국에너지공단은 에너지 분야에서 다양한 사업을 수행하고 있습니다. 그 중에서도 "에너지의 안정적 공급"은 가장 중요한 사업 중 하나입니다. 이는 국내 에너지 수급의 안정성을 유지하고, 에너지 공급에 대한 위기 상황을 대비하기 위한 것입니다. 에너지의 안정적 공급은 국가 경제의 안정성과 국민의 생활 안정성을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 따라서 한국에너지공단은 에너지의 안정적 공급을 위해 다양한 방법을 모색하고, 에너지 수급에 대한 위기 상황에 대비하기 위한 대책을 마련하고 있습니다. 이를 통해 국가 경제와 국민의 생활 안정성을 유지하고, 지속적인 발전을 이루어 나가고 있습니다.
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66. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 설치자는 검사대상기기조종자를 선임하거나 해임한 때 산업통상자원부령에 따라 누구에게 신고하여야 하는가?

  1. 시ㆍ도지사
  2. 시장ㆍ군수
  3. 경찰서장ㆍ소방서장
  4. 한국에너지공단이사장
(정답률: 65%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따르면 검사대상기기 설치자는 검사대상기기조종자를 선임하거나 해임할 때, 산업통상자원부령에 따라 시ㆍ도지사에게 신고해야 합니다.

    이는 시ㆍ도지사가 해당 지역의 에너지 이용 상황을 파악하고, 에너지 이용을 효율적으로 관리하기 위해 필요한 정보를 수집하기 위함입니다. 시ㆍ도지사는 지역 내 에너지 이용에 대한 전반적인 정보를 가지고 있으며, 이를 기반으로 에너지 이용을 효율적으로 관리할 수 있습니다.

    따라서, 검사대상기기 설치자는 검사대상기기조종자를 선임하거나 해임할 때, 시ㆍ도지사에게 신고해야 합니다. 이를 통해 지역 내 에너지 이용 상황을 파악하고, 효율적인 에너지 이용을 위한 정보를 수집할 수 있습니다.
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67. 다음 마찰 손실 중 국부 저항손실수두로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배관중의 밸브, 이음쇠류 등에 의한 것
  2. 관의 굴곡부분에 의한 것
  3. 관내에서 유체와 관 내벽과의 마찰에 의한 것
  4. 관의 축소, 확대에 의한 것
(정답률: 57%)
  • 관내에서 유체와 관 내벽과의 마찰에 의한 손실은, 유체가 관 내벽과 마찰하면서 일어나는 손실로, 유체의 속도와 관의 내부 표면의 거칠기에 따라 발생합니다. 이러한 손실은 전체 배관 시스템에서 발생하는 손실 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 배관 시스템에서 유체가 흐르는 경로 중에서 가장 긴 구간이 관내에서 유체와 관 내벽과의 마찰에 의해 발생하는 경우가 많기 때문입니다. 따라서, 이러한 손실을 최소화하기 위해서는 배관 내부의 거칠기를 줄이거나, 유체의 속도를 감소시키는 등의 방법을 사용해야 합니다.
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68. 두께 230mm의 내화벽돌이 있다. 내면의 온도가 320℃이고 외면의 온도가 150℃일 때 이 벽면 10m2에서 매시간당 손실되는 열량은? (단, 내화벽돌의 열전도율은 0.96kcal/mㆍhㆍ℃이다.)

  1. 710kcal/h
  2. 1632kcal/h
  3. 7096kcal/h
  4. 14391kcal/h
(정답률: 43%)
  • 내화벽돌의 열전도율이 0.96kcal/mㆍhㆍ℃이므로, 벽면의 열전달 계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    U = 1 / (1/h내면 + d/λ + 1/h외면)
    = 1 / (1/320 + 0.23/0.96 + 1/150)
    = 0.0029kcal/m²ㆍhㆍ℃

    여기서 d는 벽돌의 두께, λ는 벽돌의 열전도율, h내면은 내면의 열전달 계수, h외면은 외면의 열전달 계수이다.

    매시간당 손실되는 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT
    = 0.0029 × 10 × 10^2 × (320 - 150)
    = 7096kcal/h

    따라서 정답은 "7096kcal/h"이다.
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69. 특정열사용기자재와 설치, 시공 범위가 바르게 연결된 것은?

  1. 강절제 보일러 : 해당 기기의 설치ㆍ배관 및 세관
  2. 태양열 집열기 : 해당 기기의 설치를 위한 시공
  3. 비철금속 용융로 : 해당 기기의 설치ㆍ배관 미 세관
  4. 축열식 전기보일러 : 해당 기기의 설치를 위한 시공
(정답률: 57%)
  • 강절제 보일러는 열을 생성하고 전달하는 기능을 수행하는 열사용기자재 중 하나이다. 이 기기는 물을 가열하여 열을 생성하고, 이를 배관 및 세관을 통해 전달하여 사용한다. 따라서 강절제 보일러의 설치, 배관 및 세관은 해당 기기의 작동에 매우 중요한 역할을 한다. 이에 따라 강절제 보일러의 설치, 배관 및 세관은 반드시 전문가에 의해 수행되어야 하며, 이를 위한 적절한 시공이 필요하다. 따라서 "강절제 보일러 : 해당 기기의 설치ㆍ배관 및 세관"이 바르게 연결된 것이다.
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70. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 설치자의 변경신고는 변경일로부터 15일 이내에 누구에게 신고하여야 하는가?

  1. 한국에너지공단이사장
  2. 산업통상자원부장관
  3. 지방자치단체장
  4. 관할소방서장
(정답률: 52%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 설치자의 변경신고는 변경일로부터 15일 이내에 "한국에너지공단이사장"에게 신고하여야 합니다. 이는 에너지이용 합리화법 제23조에 명시되어 있습니다.

    한국에너지공단은 에너지이용 합리화법을 시행하기 위해 설립된 공공기관으로, 에너지 이용의 효율성을 높이고 에너지 절약을 촉진하는 역할을 합니다. 따라서 검사대상기기 설치자의 변경신고를 받아 이를 관리하고, 에너지 이용의 합리화를 위한 정책 수립과 실행을 담당하는 한국에너지공단이 이를 신고받는 주체로 지정된 것입니다.

    산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화법 시행을 총괄하는 대표적인 정부부처이지만, 검사대상기기 설치자의 변경신고와 같은 세부적인 사항은 한국에너지공단이 처리하는 것이 더욱 효율적이라고 판단된 것입니다. 지방자치단체장과 관할소방서장은 해당 지역의 관할 업무를 담당하는 공공기관으로, 검사대상기기 설치자의 변경신고와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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71. 제강로가 아닌 것은?

  1. 고로
  2. 전로
  3. 평로
  4. 전기로
(정답률: 62%)
  • 제강로는 철강 제조 과정에서 사용되는 길이가 수백 미터에 이르는 긴 길목으로, 고로, 전로, 평로, 전기로 등과 같은 용어들은 모두 제강로의 일부분을 나타내는 용어들입니다. 그러나 "고로"는 제강로에서 가열로를 의미하는 용어로, 다른 세 가지 용어들과는 구분됩니다. 따라서, "고로"가 제강로가 아닌 것입니다.
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72. 보온재의 열전도율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열전도율 0.5kcal/mㆍhㆍ℃ 이하를 기준으로 하고 있다.
  2. 재질 내 수분이 많을 경우 연전도율은 감소한다.
  3. 비중이 클수록 열전도율은 작아진다.
  4. 밀도가 작을수록 열전도율은 작아진다.
(정답률: 58%)
  • 열전도율은 물질이 열을 전달하는 능력을 나타내는 지표이다. 이는 물질 내부의 입자들이 열에 의해 움직이며, 이웃한 입자들과 충돌하여 열을 전달하는 과정에서 발생한다. 따라서 밀도가 작을수록 입자들 간의 충돌이 적어져 열전도율이 작아지는 것이다. 이는 공기와 같이 밀도가 작은 물질일수록 열전도율이 작아지는 것을 의미한다. 또한, 재질 내 수분이 많을 경우 수분 분자들이 열을 흡수하여 열전도율이 감소하는 것도 이유 중 하나이다. 따라서 보온재를 선택할 때는 밀도가 작은 것을 선택하는 것이 열전도율을 높이는 방법 중 하나이다.
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73. 고로(blast furnace)의 특징에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 축열실, 탄화실, 연소실로 구분되며 탄화실에는 석탄 장입구와 가스를 배출시키는 상승관이 잇다.
  2. 산소의 제거는 CO 가스에 의한 간접 환원반응과 코크스에 의한 직접 환원반응으로 이루어진다.
  3. 철광석 등의 원료는 노의 상부에서 투입되고 용선은 노의 하부에서 배출된다.
  4. 노 내부의 반응을 촉진시키기 위해 압력을 높이거나 열풍의 온도를 높이는 경우도 있다.
(정답률: 50%)
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74. 에너지이용 합리화법의 목적이 아닌 것은?

  1. 에너지 수급 안정화
  2. 국민 경제의 건전한 발전에 이바지
  3. 에너지 소비로 인한 환경피해 감소
  4. 연료수급 및 가격 조정
(정답률: 70%)
  • 에너지이용 합리화법의 목적은 에너지 수급 안정화, 국민 경제의 건전한 발전에 이바지, 에너지 소비로 인한 환경피해 감소입니다. 이 법은 에너지를 보다 효율적으로 이용하고, 에너지 절약을 촉진하여 에너지 수급 안정화와 국민 경제의 건전한 발전에 이바지하며, 동시에 에너지 소비로 인한 환경피해를 감소시키는 것을 목적으로 합니다. 따라서, 연료수급 및 가격 조정은 이 법의 목적이 아니며, 이는 다른 법률이나 제도를 통해 조정되어야 합니다.
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75. 스폴링(spalling)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 마그네시아를 원료로 하는 내화물이 체적변화를 일으켜 노벽이 붕괴하는 현상
  2. 온도의 급격한 변동으로 내화물에 열응력이 생겨 표면이 갈라지는 현상
  3. 크롬마그네시아 벽돌이 1600℃ 이상의 고온에서 산화철을 흡수하여 부풀어 오르는 현상
  4. 내화물이 화학반응에 의하여 녹아내리는 현상
(정답률: 59%)
  • 스폴링(spalling)은 온도의 급격한 변동으로 내화물에 열응력이 생겨 표면이 갈라지는 현상입니다. 내화물은 고온에서 사용되는 재료로, 고온에서는 안정적이지만 급격한 온도 변화에 취약합니다. 이때 내화물의 표면에 열응력이 생겨 표면이 갈라지는 현상이 발생하며, 이를 스폴링이라고 합니다. 스폴링은 내화물의 수명을 단축시키는 원인 중 하나이며, 내화물을 사용하는 산업에서는 스폴링을 예방하기 위한 다양한 기술적 대책이 적용되고 있습니다.
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76. 다음 중 유리섬유의 내열도에 있어서 안전사용 온도범위를 크게 개선시킬 수 있는 결합제는?

  1. 페놀 수지
  2. 메틸 수지
  3. 실리카겔
  4. 멜라민 수지
(정답률: 66%)
  • 유리섬유는 고온에서 사용되는 재료로, 내열성이 중요한 요소 중 하나입니다. 그러나 유리섬유는 고온에서 사용될 때 결합제의 내열도에 따라 안전사용 온도범위가 제한됩니다. 따라서 안전사용 온도범위를 크게 개선시킬 수 있는 결합제는 실리카겔입니다.

    실리카겔은 고온에서 안정적인 결합제로, 내열성이 뛰어나기 때문입니다. 또한 실리카겔은 유리섬유와의 결합력이 강하며, 내구성이 높아 유리섬유의 수명을 연장시키는 효과도 있습니다. 따라서 실리카겔은 유리섬유의 안전사용 온도범위를 크게 개선시키는데 효과적인 결합제입니다.
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77. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 계속사용검사 신청은 검사 유효기간 만료의 며칠 전까지 하여야 하는가?

  1. 3일
  2. 10일
  3. 15일
  4. 30일
(정답률: 41%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하고 에너지 낭비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 검사대상기기는 일정한 주기로 검사를 받아야 합니다. 검사 유효기간은 검사일로부터 일정 기간이 지난 후 만료됩니다. 이때, 계속사용검사를 신청하여 유효기간을 연장할 수 있습니다.

    그러나, 검사 유효기간이 만료되면 해당 기기는 더 이상 사용할 수 없습니다. 따라서, 계속사용검사 신청은 검사 유효기간 만료의 며칠 전까지 미리 신청해야 합니다. 이유는 검사 대상 기기가 유효기간 만료일 이전에 검사를 받지 못하면, 해당 기기를 사용할 수 없게 되기 때문입니다.

    이에 따라, 에너지이용 합리화법에 따른 검사대상기기의 계속사용검사 신청은 검사 유효기간 만료의 10일 전까지 하여야 합니다. 이는 검사 대상 기기를 계속 사용할 수 있도록 유효기간을 연장하기 위한 최소한의 기간이기 때문입니다. 따라서, 검사 대상 기기를 계속 사용하고자 하는 경우, 검사 유효기간 만료일 이전에 계속사용검사 신청을 미리 해야 합니다.
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78. 유리 용융용 브릿지 월(bridge wall)탱크에서 융용부와 작업부 간의 연소가스 유통을 억제하는 역할을 담당하는 구조 부분은?

  1. 포트(port)
  2. 스로트(throat)
  3. 브릿지 월(bridge wall)
  4. 섀도우 월(shadow wall)
(정답률: 64%)
  • 유리 용융용 브릿지 월(bridge wall) 탱크에서는 융용부와 작업부 간의 연소가스 유통을 억제하는 역할을 담당하는 구조 부분이 필요합니다. 이 구조 부분은 연소가스가 유리 용융용 브릿지 월을 통과할 때, 융용부와 작업부 간의 연소가스 유통을 억제하여 안전한 작업환경을 유지하는 역할을 합니다.

    이 중에서 정답은 "섀도우 월(shadow wall)"입니다. 이는 연소가스가 유리 용융용 브릿지 월을 통과할 때, 섀도우 월이 연소가스의 유동을 방해하여 작업부와 융용부 간의 연소가스 유통을 억제하는 역할을 합니다. 이는 안전한 작업환경을 유지하기 위해 필수적인 구조 부분입니다.

    따라서, 유리 용융용 브릿지 월(bridge wall) 탱크에서 융용부와 작업부 간의 연소가스 유통을 억제하는 역할을 담당하는 구조 부분은 "섀도우 월(shadow wall)"입니다.
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79. 에너지이용 합리와법에 따라 검사대상기기 조종자 업무 관리대행기관으로 지정을 받기 위하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 서류가 아닌 것은?

  1. 장비명세서
  2. 기술인력 명세서
  3. 기술인력 고용계약서 사본
  4. 향후 1년간 안전관리대행 사업계획서
(정답률: 64%)
  • 에너지이용 합리와법에 따라 검사대상기기 조종자 업무 관리대행기관으로 지정을 받기 위해서는 산업통상자원부장관에게 제출해야 하는 서류들이 있습니다. 이 중에서 "기술인력 고용계약서 사본"은 제출해야 하는 서류가 아닙니다. 이유는 이 서류는 기술인력의 고용과 관련된 내용을 담고 있기 때문에, 검사대상기기 조종자 업무 관리대행기관으로 지정을 받기 위한 서류와는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다. 따라서, 이 서류는 제출하지 않아도 됩니다. 반면에, "장비명세서", "기술인력 명세서", "향후 1년간 안전관리대행 사업계획서"는 검사대상기기 조종자 업무 관리대행기관으로 지정을 받기 위해서는 필수적으로 제출해야 하는 서류입니다.
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80. 다음 중 셔틀요(shuttle kiln)는 어디에 속하는가?

  1. 반연속 요
  2. 승염식 요
  3. 연속 요
  4. 불연속 요
(정답률: 68%)
  • 셔틀요는 반연속 요에 속합니다. 반연속 요는 일정한 주기로 제품을 넣고 빼는 방식으로 작동하는 요로, 제품을 넣고 빼는 과정에서 요의 내부 온도가 크게 변화합니다. 이에 따라 제품의 열팽창률이 큰 경우에는 균일한 온도 분포를 유지하기 어렵습니다. 셔틀요는 이러한 반연속 요 중 하나로, 제품을 넣고 빼는 과정에서 셔틀이라는 장치를 이용하여 제품을 이동시키는 방식으로 작동합니다. 이는 제품의 열팽창률에 따른 균일한 온도 분포를 유지할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 셔틀요는 대량 생산이 가능하며, 대형 제품의 생산에 적합합니다.
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5과목: 열설비설계

81. 일반적인 보일러 운전 중 가장 이상적인 부하율은?

  1. 20~30%
  2. 30~40%
  3. 40~60%
  4. 60~80%
(정답률: 65%)
  • 일반적인 보일러 운전 중 가장 이상적인 부하율은 60~80%입니다. 이유는 보일러가 일정 부하 이상에서 최대 효율을 발휘하기 때문입니다. 너무 낮은 부하율은 보일러의 효율을 떨어뜨리고, 너무 높은 부하율은 과열과 과압 등의 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 보일러를 운전할 때는 적절한 부하율을 유지하여 최대한의 효율을 뽑아내는 것이 중요합니다. 60~80%의 부하율은 보일러의 안정적인 운전과 효율적인 에너지 사용을 동시에 보장할 수 있는 범위이며, 이를 유지하는 것이 보일러 운전자의 역할 중 하나입니다.
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82. 급수배관의 비수방지관에 뚫려있는 구멍의 면적은 주증기관 면적의 최소 몇 배 이상 되어야 증기배출에 지장이 없는가?

  1. 1.2배
  2. 1.5배
  3. 1.8배
  4. 2배
(정답률: 66%)
  • 급수배관에서 증기가 발생하면, 증기는 비수방지관을 통해 배출됩니다. 이때, 비수방지관에 뚫려있는 구멍의 면적이 너무 작으면 증기가 충분히 배출되지 않아 배관 내부 압력이 증가하게 됩니다. 이는 급수배관의 파손 등으로 이어질 수 있으므로, 적절한 구멍 면적이 필요합니다.

    주증기관 면적은 증기의 양을 나타내는 지표입니다. 따라서, 비수방지관에 뚫려있는 구멍의 면적은 주증기관 면적의 최소 몇 배 이상이어야 충분한 증기배출이 가능합니다. 이때, 구멍 면적이 주증기관 면적의 1.5배 이상이어야 적절한 증기배출이 가능합니다.

    만약 구멍 면적이 주증기관 면적의 1.2배 이하라면, 충분한 증기배출이 어렵기 때문에 급수배관 내부 압력이 증가할 가능성이 있습니다. 반면, 구멍 면적이 주증기관 면적의 1.8배 이상이라면, 증기배출이 지나치게 많아져서 비효율적일 수 있습니다. 따라서, 구멍 면적이 주증기관 면적의 1.5배가 적절한 선택입니다.
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83. 저위발열량이 10000kcal/kg인 연료를 사용하고 있는 실제증발량이 4t/h인 보일러에서 급수온도 40℃, 발생증기의 엔탈피가 650kcal/kg, 급수 엔탈피 40kcal/kg일 때 연료 소비량은? (단, 보일러의 효율은 85%이다.)

  1. 251 kg/h
  2. 287 kg/h
  3. 361 kg/h
  4. 397 kg/h
(정답률: 57%)
  • 보일러에서 연료를 소비하는 양은 보일러의 효율과 발생한 증기의 엔탈피에 따라 결정된다. 이 문제에서는 보일러의 효율이 85%이므로, 실제 사용된 연료의 양은 발생한 증기의 엔탈피와 급수 엔탈피의 차이를 보일러의 효율로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    먼저, 발생한 증기의 엔탈피는 650kcal/kg이다. 급수 엔탈피는 40kcal/kg이므로, 증기의 엔탈피와 급수 엔탈피의 차이는 610kcal/kg이다.

    다음으로, 실제 증발량은 4t/h이므로, 1시간에 발생하는 증기의 양은 4,000kg이다. 따라서, 1시간에 사용된 연료의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (1시간당 사용된 연료의 양) = (1시간에 발생하는 증기의 양) × (증기의 엔탈피와 급수 엔탈피의 차이) ÷ (보일러의 효율 × 저위발열량)

    = (4,000kg) × (610kcal/kg) ÷ (0.85 × 10,000kcal/kg)

    = 287kg/h

    따라서, 정답은 "287 kg/h"이다.
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84. 압력용기에 대한 수압시험 압력의 기준으로 옳은 것은?

  1. 최고 사용압력이 0.1kpa 이상의 주철제 업력용기는 최고 사용압력의 3배이다.
  2. 비철급속제 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력이다.
  3. 최고 사용압력이 1MPa 이하의 주철제 압력용기는 0.1MPa이다.
  4. 법랑 또는 유리 라이닝한 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력이다.
(정답률: 52%)
  • 압력용기는 안전성이 매우 중요한 장비로, 수압시험을 통해 안전성을 검증합니다. 이때, 압력의 기준은 최고 사용압력에 따라 다릅니다. 주철제 압력용기의 경우 최고 사용압력이 0.1kpa 이상인 경우 최고 사용압력의 3배를 기준으로 수압시험을 실시합니다. 하지만 비철급속제 압력용기의 경우 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력을 기준으로 수압시험을 실시합니다. 이는 비철급속제 압력용기가 주철제 압력용기보다 안전성이 높기 때문입니다. 최고 사용압력이 1MPa 이하인 주철제 압력용기의 경우는 0.1MPa를 기준으로 수압시험을 실시하며, 법랑 또는 유리 라이닝한 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력을 기준으로 수압시험을 실시합니다. 따라서, 비철급속제 압력용기는 최고 사용압력의 1.5배의 압력에 온도를 보정한 압력을 기준으로 수압시험을 실시합니다.
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85. 보일러 설치 검사 사항 중 틀린 것은?

  1. 5t/h 이하의 유류 보일러의 배기가스 온도는 정격 부하에서 상온과의 차가 315℃ 이하이어야 한다.
  2. 보일러의 안전장치는 사고를 방지하기 위해 먼저 연료를 차단한 후 경보를 울리게 해야 한다.
  3. 수입 보일러의 설치검사의 경우 수압시험은 필요하다.
  4. 보일러 설치검사 시 안전장치 기능 테스트를 한다.
(정답률: 69%)
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86. 보일러의 종류에 따른 수면계의 부착위치로 옳은 것은?

  1. 직립형 보일러는 연소실 천정판 최고부위 95mm
  2. 수평연관 보일러는 연관의 최고부위 100mm
  3. 노통 보일러는 노통 최고부(플랜지부를 제외)위 100mm
  4. 직립형 연관보일러는 연소실 천정판 최고부위 연관길이의 2/3
(정답률: 64%)
  • 노통 보일러는 수면계에 부착될 때 노통 최고부(플랜지부를 제외)위 100mm에 부착됩니다. 이는 노통 보일러의 구조상 연소실과 연결되는 부분이 노통이기 때문입니다. 따라서 수면계에 부착될 때 노통의 최고부위에 부착하여 연소실과의 연결을 유지하고 안정적인 연소를 유지할 수 있도록 합니다. 이와 달리 직립형 보일러는 연소실 천정판 최고부위 95mm에 부착되며, 수평연관 보일러는 연관의 최고부위 100mm에 부착됩니다. 또한, 직립형 연관보일러는 연소실 천정판 최고부위 연관길이의 2/3에 부착됩니다. 이러한 부착 위치는 각 보일러의 구조와 특성에 따라 다르며, 안정적인 연소와 효율적인 열전달을 위해 정확한 부착이 필요합니다.
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87. 보일러 운전 중에 발생하는 기수공발(carry over)현상의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 인산나트륨이 많을 때
  2. 증발수 면적이 넓을 때
  3. 증기 정지밸브를 급히 개방했을 때
  4. 보일러 내의 수면이 비정상적으로 높을 때
(정답률: 57%)
  • 보일러 운전 중에 발생하는 기수공발(carry over) 현상은 보일러 내부에서 발생한 증기가 수증기와 함께 배출되는 현상입니다. 이러한 현상은 보일러의 안전과 성능에 영향을 미치며, 발생 원인은 다양합니다. 그 중에서도 증발수 면적이 넓을 때 발생하는 경우가 있습니다.

    증발수 면적이 넓을 때는 보일러 내부에서 증발이 많이 일어나기 때문에 수증기와 함께 증기가 배출될 가능성이 높아집니다. 이는 보일러 내부의 수면이 높아지고, 이로 인해 보일러 내부의 압력이 증가하게 됩니다. 이러한 상황에서는 보일러 내부의 증기 정지밸브를 급히 개방하게 되면, 증기가 배출되는 양이 많아져서 기수공발 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.

    따라서, 보일러 운전 중에는 증발수 면적을 충분히 고려하여 운전해야 합니다. 증발수 면적이 넓을 경우에는 증발이 많이 일어나기 때문에, 이에 대한 대처가 필요합니다. 이를 위해서는 보일러 내부의 수면을 적절하게 유지하고, 증기 정지밸브를 급하게 개방하지 않도록 주의해야 합니다. 이러한 조치를 통해 기수공발 현상을 예방할 수 있습니다.
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88. 증기트랩의 설치목적이 아닌 것은?

  1. 관의 부식 방지
  2. 수격작용 발생 억제
  3. 마찰저항 감소
  4. 응축수 누출방지
(정답률: 57%)
  • 증기트랩은 증기 시스템에서 발생하는 응축수를 방지하기 위해 설치됩니다. 응축수는 증기가 냉각되어 액체 상태로 변환될 때 발생하는 것으로, 이는 시스템의 안정성을 해치고 부식을 유발할 수 있습니다. 따라서 증기트랩은 응축수가 시스템 내부로 유입되는 것을 방지하여 시스템의 안정성을 유지하고 부식을 예방하는 역할을 합니다. 따라서 "응축수 누출방지"는 증기트랩의 가장 중요한 설치 목적 중 하나입니다. 다른 보기들인 "관의 부식 방지", "수격작용 발생 억제", "마찰저항 감소"는 모두 증기 시스템의 안정성을 유지하기 위한 목적으로 증기트랩이 설치될 수 있습니다.
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89. 다음 [보기]에서 설명하는 보일러 보존방법은?

  1. 건조보존법
  2. 만수보존법
  3. 질소보존법
  4. 특수보존법
(정답률: 69%)
  • 건조보존법은 보일러 내부를 건조한 후, 보일러 내부에 습기가 들어오지 않도록 밀폐하여 보존하는 방법입니다. 이 방법은 보일러 내부에 녹이 생기는 것을 방지하고, 부식을 예방하여 보일러 수명을 연장시키는 효과가 있습니다. 또한, 보일러 내부에 물이 남아있지 않기 때문에 동결이나 녹음 현상도 방지할 수 있습니다. 이 방법은 비교적 간단하고 경제적이며, 보일러를 오랫동안 보존할 수 있어 많이 사용되는 방법 중 하나입니다.
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90. 보일러 청소에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러의 냉각은 연화적(벽돌)이 있는 경우에는 24시간 이상 걸려야 한다.
  2. 보일러는 적어도 40℃이하까지 냉각한다.
  3. 부득이하게 냉각을 빨리시키고자 할 경우 찬물을 보내면서 취출하는 방법에 의해 압력을 저하시킨다.
  4. 압력이 남아 있는 동안 취출밸브를 열어서 보일러 물을 완전 배출한다.
(정답률: 61%)
  • 압력이 남아 있는 동안 취출밸브를 열어서 보일러 물을 완전 배출하는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 보일러 내부에 압력이 남아있는 상태에서 취출밸브를 열면 갑작스러운 압력 변화로 인해 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 보일러 청소 시에는 먼저 보일러를 냉각시킨 후에 취출밸브를 열어서 보일러 물을 배출해야 합니다. 이를 위해 보일러는 적어도 40℃ 이하까지 냉각시키며, 부득이한 경우에는 찬물을 보내면서 천천히 냉각시키는 방법을 사용합니다. 이후에 취출밸브를 열어서 보일러 물을 완전히 배출한 후에 청소 작업을 진행해야 합니다.
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91. 점식(pitting)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 진행속도가 아주 느리다.
  2. 양극반응의 독특한 형태이다.
  3. 스테인리스강에서 흔히 발생한다.
  4. 재료 표면의 성분이 고르지 못한 곳에 발생하기 쉽다.
(정답률: 71%)
  • 점식(pitting)은 양극반응의 독특한 형태로, 재료 표면의 성분이 고르지 못한 곳에 발생하기 쉽습니다. 이는 스테인리스강에서 흔히 발생하는데, 이는 스테인리스강의 표면에 있는 크롬 산화물이 표면을 보호하는데, 이 보호막이 손상되면 점식이 발생합니다. 따라서 점식은 진행속도가 아주 느리다는 설명은 틀린 것입니다. 점식은 보호막이 손상되면 빠르게 진행되며, 재료의 내구성을 크게 저하시키는 문제가 있습니다. 따라서 적극적인 예방조치가 필요합니다.
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92. 보일러에서 사용하는 안전밸브의 방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 중추식
  2. 탄성식
  3. 지렛대식
  4. 스프링식
(정답률: 55%)
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93. 맞대기 이음 용접에서 하중이 3000kg, 용접 높이가 8mm일 때 용접 길이는 몇 mm로 설계하여야 하는가? (단, 재료의 허용 인장응력은 5kg/mm2이다.)

  1. 52mm
  2. 75mm
  3. 82mm
  4. 100mm
(정답률: 63%)
  • 맞대기 이음 용접에서는 두 개의 부품을 수직으로 맞대고 용접하는 방식으로, 하중이 큰 경우에는 용접 길이를 충분히 길게 설계하여 인장응력을 분산시켜야 한다. 이 문제에서는 하중이 3000kg, 용접 높이가 8mm이므로, 용접 부위의 면적은 3000kg / 5kg/mm^2 = 600mm^2이 되고, 이에 따라 용접 길이를 구할 수 있다.

    용접 길이 = 용접 부위의 면적 / 용접 높이 = 600mm^2 / 8mm = 75mm

    따라서, 이 문제에서는 용접 길이가 75mm가 되어야 한다.
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94. 급수조절기를 사용할 경우 층수 수압시험 또는 보일러를 시동할 때 조절기가 작동하지 않게 하거나, 모든 자동 또는 수동제어 밸브 주위에 수리, 교체하는 경우를 위하여 설치하는 설비는?

  1. 블로우 오프관
  2. 바이패스관
  3. 과열 저감기
  4. 수면계
(정답률: 79%)
  • 급수조절기는 수압을 조절하여 건물 내부의 수압을 안정적으로 유지하는 역할을 합니다. 그러나 층수 수압시험이나 보일러 시동 시에는 조절기가 작동하지 않게 하거나, 자동 또는 수동제어 밸브 주위에 수리, 교체를 위해 바이패스관을 설치합니다.

    바이패스관은 급수조절기를 우회하여 물의 흐름을 제어하는 관입니다. 이를 통해 급수조절기를 우회하여 물의 흐름을 조절할 수 있으므로, 조절기 작동이 필요하지 않은 경우에도 물의 흐름을 유지할 수 있습니다. 또한 자동 또는 수동제어 밸브 주위에 수리, 교체를 위해 바이패스관을 사용하면, 해당 부분을 우회하여 물의 흐름을 유지할 수 있으므로, 작업을 보다 안전하고 효율적으로 수행할 수 있습니다.

    따라서, 급수조절기를 사용할 경우 층수 수압시험 또는 보일러를 시동할 때 조절기가 작동하지 않게 하거나, 모든 자동 또는 수동제어 밸브 주위에 수리, 교체하는 경우를 위해 바이패스관을 설치하는 것이 필요합니다.
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95. 구조상 고압에 적당하여 배압이 높아도 작동하며, 드레인 배출온도를 변화시킬 수 있고 증기누출이 없는 트랩의 종류는?

  1. 디스크(disk)식
  2. 플로트(float)식
  3. 상향 버킷(bucket)식
  4. 바이메탈(bimatal)식
(정답률: 52%)
  • 바이메탈(bimetal)식 트랩은 두 개의 다른 금속판을 붙여 만든 판으로 구성되어 있습니다. 이 판은 열팽창 계수가 다른 두 금속을 사용하여 만들어졌기 때문에, 열이 가해지면 판이 굽어지게 됩니다. 이 굽어진 판은 밸브를 열어서 증기를 배출하게 되고, 판이 원래 상태로 돌아오면 밸브가 닫히게 됩니다. 이러한 원리로 인해 바이메탈식 트랩은 고압에서도 작동이 가능하며, 드레인 배출온도를 조절할 수 있습니다. 또한, 증기 누출이 없기 때문에 안전성이 높습니다. 디스크식, 플로트식, 상향 버킷식 트랩은 각각 다른 원리로 작동하지만, 바이메탈식 트랩은 열팽창 원리를 이용하여 작동하기 때문에 다른 트랩에 비해 간단하고 신뢰성이 높습니다.
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96. 2중관식 열교환기 내 68kg/min의 비율로 흐르는 물이 비열 1.9kJ/kgㆍ℃의 기름으로 35℃에서 75℃까지 가열된다. 이 때, 기름의 온도는 열교환기에 들어올 때 110℃, 나갈 때 75℃이라면, 대수평균온도차는? (단, 두 유체는 향류형으로 흐른다.)

  1. 37℃
  2. 39℃
  3. 61℃
  4. 73℃
(정답률: 38%)
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97. 다음 중 횡형 보일러의 종류가 아닌 것은?

  1. 노통식 보일러
  2. 연관식 보일러
  3. 노통연관식 보일러
  4. 수관식 보일러
(정답률: 73%)
  • 횡형 보일러는 보일러의 배관이 수직이 아닌 수평으로 되어 있는 보일러를 말합니다. 이 중에서 "수관식 보일러"는 횡형 보일러의 종류가 아닙니다. 수관식 보일러는 보일러 내부에 수직으로 배치된 여러 개의 관을 통해 물을 흐르게 하여 열을 전달하는 방식으로 작동합니다. 따라서 수관식 보일러는 횡형 보일러가 아닌, 다른 종류의 보일러입니다. 노통식 보일러는 배관이 없는 구조로, 물이 직접 보일러 내부를 흐르는 방식으로 열을 전달합니다. 연관식 보일러는 배관이 수직으로 연결된 구조로, 물이 연속적으로 흐르는 방식으로 열을 전달합니다. 노통연관식 보일러는 노통식과 연관식 보일러의 특징을 결합한 구조로, 배관이 수직으로 연결되어 있지만 물이 직접 보일러 내부를 흐르는 방식으로 열을 전달합니다.
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98. 열교환기 설계 시 열교환 유체의 압력 강하는 중요한 설계인자이다. 관 내경, 길이 및 유속(평균)을 각각 Di, ℓ, u로 표기할 때 압력강하량 △P와의 관계는?

(정답률: 57%)
  • 열교환기 내부에서 유체가 흐를 때, 유체 입구와 출구 사이의 압력차이가 발생하게 된다. 이 압력차이를 압력강하(△P)라고 하며, 이는 열교환기의 설계 시 고려해야 하는 중요한 설계인자 중 하나이다. 압력강하는 유체의 흐름 속도, 유체의 밀도, 유체의 점성 등에 영향을 받으며, 이를 수식으로 나타내면 △P = f (Di, ℓ, u)와 같다. 여기서 f는 압력강하 계수를 나타내며, Di는 관 내경, ℓ은 관 길이, u는 유속(평균)을 나타낸다. 따라서, 유체의 흐름 속도가 높을수록 압력강하는 증가하며, 관 내경이 작을수록 압력강하는 증가하고, 관 길이가 길수록 압력강하는 증가한다. 이에 따라, 보기에서 정답은 ""이다.
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99. 고온부식의 방지대책이 아닌 것은?

  1. 중유 중의 황 성분을 제거한다.
  2. 연소가스의 온도를 낮게 한다.
  3. 고온의 전열면에 내식재료를 사용한다.
  4. 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 높인다.
(정답률: 58%)
  • 고온부식은 금속이 고온과 산화작용에 노출되어 부식되는 현상을 말한다. 따라서 고온부식의 방지대책은 금속이 고온과 산화작용에 노출되는 것을 방지하는 것이다. 이 중에서 "중유 중의 황 성분을 제거한다."는 고온부식의 방지대책이 아니다. 중유는 석유에서 추출되는 윤활유로, 황 성분이 함유되어 있을 수 있다. 하지만 중유의 황 성분을 제거하는 것은 고온부식을 방지하는 것과 직접적인 연관성이 없다. 따라서 "중유 중의 황 성분을 제거한다."는 고온부식의 방지대책이 아니다.
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100. 대향류 열교환기에서 가열유체는 260℃에서 120℃로 나오고 수열유체는 70℃에서 110℃로 가열될 때 전열면적은? (단, 열관류율은 125W/m2ㆍ℃이고, 총열부하는 160000 W이다.)

  1. 7.24m2
  2. 14.06m2
  3. 16.04m2
  4. 23.32m2
(정답률: 42%)
  • 열교환기에서 전열면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    전열면적 = 총열부하 / (열관류율 × ΔT)

    여기서 ΔT는 가열유체와 수열유체의 온도차이이다.

    따라서, 전열면적 = 160000 / (125 × (260-120-70+110)) = 14.06m²

    따라서, 정답은 "14.06m²"이다.
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