에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

에너지관리기사
(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 액체연료의 미립화 시 평균 분무입경에 직접적인 영향을 미치는 것이 아닌 것은?

  1. 액체연료의 표면장력
  2. 액체연료의 점성계수
  3. 액체연료의 탁도
  4. 액체연료의 밀도
(정답률: 89%)
  • 액체연료의 미립화는 분무입경에 영향을 미치는 요소들 중 하나이다. 그러나 액체연료의 탁도는 직접적인 영향을 미치지 않는다. 액체연료의 탁도란 액체 내부에 미세한 입자나 불순물이 존재하여 빛이 흐리게 되는 정도를 나타내는 지표이다. 이는 분무입경과는 관련이 없으며, 오히려 분무시스템의 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서 액체연료를 사용할 때는 탁도를 최소화하여 분무시스템의 성능을 유지하는 것이 중요하다.
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2. 연돌의 통풍력은 외기온도에 따라 변화한다. 만일 다른조건이 일정하게 유지되고 외기 온도만 높아진다면 통풍력은 어떻게 되겠는가?

  1. 통풍력은 감소한다.
  2. 통풍력은 증가한다.
  3. 통풍력은 변화하지 않는다.
  4. 퉁풍력은 증가하다 감소한다.
(정답률: 73%)
  • 연돌의 통풍력은 외기와 연돌 내부의 온도 차이에 의해 발생한다. 따라서 외기 온도가 높아지면 연돌 내부와의 온도 차이가 줄어들게 되어 통풍력이 감소하게 된다. 이는 연돌 내부의 공기가 더 이상 외부로 흐르지 않고, 오히려 외부 공기가 연돌 내부로 유입되는 현상이 발생하기 때문이다. 따라서 다른 조건이 일정하게 유지되는 상황에서 외기 온도만 높아진다면, 통풍력은 감소하게 된다.
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3. 집진장치 중 하나인 사이클론의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원심력 집진장치이다.
  2. 다량의 물 또는 세정액을 필요로 한다.
  3. 함진가스의 충돌로 집진기의 마모가 쉽다.
  4. 사이클론 전체로서의 압력손실은 입구 헤드의 4배 정도이다.
(정답률: 77%)
  • 사이클론은 원심력 집진장치로, 고속 회전하는 원통형 구조물 내부에서 공기 중의 먼지와 같은 미세한 입자를 분리하여 집진하는 장치입니다. 이 때, 다량의 물 또는 세정액을 필요로 하는 것은 아닙니다. 사이클론은 공기 중의 입자를 분리하는 원리를 이용하기 때문에, 공기 중의 먼지와 같은 입자만을 분리하고, 물과 같은 액체는 분리하지 않습니다. 따라서, 사이클론은 다량의 물 또는 세정액을 필요로 하지 않습니다. 다만, 함진가스의 충돌로 인해 집진기의 마모가 쉽고, 사이클론 전체로서의 압력손실은 입구 헤드의 4배 정도이기 때문에, 이러한 문제점들을 고려하여 유지보수가 필요합니다.
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4. 증기운 폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발보다 화재가 많다.
  2. 연소에너지의 약 20% 만 폭풍파로 변한다.
  3. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  4. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
(정답률: 84%)
  • "점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 사실입니다. 폭발은 연소가 급격하게 일어나는 현상으로, 연소가 일어난 지점에서부터 폭발파가 일어나게 됩니다. 따라서 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발파가 더욱 강력하게 일어나게 되어 폭발위력이 커지게 됩니다. 이러한 이유로, 증기운이나 가스 등의 방출구에서 멀리 떨어진 곳에서 작업을 하는 것이 안전합니다.
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5. 보일러의 열정산 시 출열에 해당하지 않는 것은?

  1. 연소배가스 중 수증기의 보유열
  2. 불완전연소에 의한 손실열
  3. 건연소배기가스의 현열
  4. 급수의 현열
(정답률: 78%)
  • 보일러의 열정산 시 출열에 해당하지 않는 것은 "급수의 현열"입니다. 이는 보일러 내부에서 열을 생성하는 것이 아니라, 보일러 외부에서 공급되는 냉각수의 온도에 따라 변하는 열입니다. 즉, 보일러의 열효율을 계산할 때는 보일러 내부에서 생성되는 열만을 고려해야 하므로, 급수의 현열은 고려하지 않습니다. 따라서, 보일러의 열정산 시 출열에 해당하는 것은 연소배가스 중 수증기의 보유열, 불완전연소에 의한 손실열, 건연소배기가스의 현열입니다.
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6. 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연로에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다.
  2. 연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다.
  3. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이상으로 유지한다.
  4. 연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다.
(정답률: 88%)
  • 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건은 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이상으로 유지하는 것입니다. 연료와 산소가 충분히 혼합되어 착화온도 이상으로 올라가면 화학반응이 일어나 연소가 유지됩니다. 따라서 연료와 산소의 비율과 혼합 상태를 적절히 유지하는 것이 중요합니다. 반면에 착화온도 이하로 억제하거나 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지하면 연소가 일어나지 않거나 불완전한 연소가 일어나므로 연소를 유지시키는데 방해가 됩니다. 또한 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시키는 것도 연소를 유지시키는데 방해가 됩니다. 따라서 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이상으로 유지하는 것이 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건입니다.
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7. 비중이 0.8(60℉/60℉)인 액체연료의 API도는?

  1. 10.1
  2. 21.9
  3. 36.8
  4. 45.4
(정답률: 38%)
  • API도는 액체연료의 밀도와 비중을 이용하여 계산할 수 있습니다. API도는 아래의 공식을 이용하여 계산됩니다.

    API도 = (141.5 / 밀도) - 131.5

    여기서 밀도는 액체연료의 무게를 부피로 나눈 값입니다. 따라서, 비중이 0.8인 액체연료의 밀도는 0.8g/mL이 됩니다. 이 값을 위의 공식에 대입하면,

    API도 = (141.5 / 0.8) - 131.5
    API도 = 177.0 - 131.5
    API도 = 45.4

    따라서, 비중이 0.8인 액체연료의 API도는 45.4가 됩니다.
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8. 다음의 혼합 가스 1 Nm3의 이론 공기량(Nm3/Nm3)은? (단, C3H8 : 70%, C4H10 : 30%이다.)

  1. 24
  2. 26
  3. 28
  4. 30
(정답률: 55%)
  • 혼합 가스 1 Nm3 중 C3H8 가스의 부피는 0.7 Nm3, C4H10 가스의 부피는 0.3 Nm3 이다. 이 두 가스의 분자량을 각각 M1, M2 라고 하면, 이론 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 공기량 = (0.7 × M1 + 0.3 × M2) / Mair

    여기서 Mair 는 공기의 분자량이다. 공기는 대략적으로 78% 의 질소와 21% 의 산소로 이루어져 있으므로, 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Mair = 0.78 × M(N2) + 0.21 × M(O2)

    여기서 M(N2) 는 질소의 분자량, M(O2) 는 산소의 분자량이다. 이 값을 대입하여 계산하면,

    Mair = 0.78 × 28.01 + 0.21 × 32 = 28.96

    이론 공기량 = (0.7 × 44.1 + 0.3 × 58.1) / 28.96 = 1.26 Nm3/Nm3

    따라서, 이 혼합 가스 1 Nm3 의 이론 공기량은 1.26 Nm3/Nm3 이므로, 보기에서 정답은 "26" 이다.
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9. 액체연료 연소장치 중 회전식 버너의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 분무각은 10~40° 정도이다.
  2. 유량조절범위는 1 : 5정도이다.
  3. 자동제어에 편리한 구조로 되어있다.
  4. 부속설비가 없으며 화염이 짧고 안정한 연소를 얻을 수 있다.
(정답률: 71%)
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10. 일반적인 천연가스에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 주성분은 메탄이다.
  2. 발열량이 비교적 높다.
  3. 프로판가스보다 무겁다.
  4. LNG는 대기압 하에서 비등점이 –162℃ 인 액체이다.
(정답률: 78%)
  • 일반적인 천연가스는 메탄이 주성분으로 포함되어 있습니다. 이는 천연가스가 지하에서 형성될 때 유기물이 분해되어 생성되기 때문입니다. 천연가스는 발열량이 비교적 높아서 가정용 가스나 산업용 가스로 많이 사용됩니다.

    프로판가스는 천연가스와는 다른 가스입니다. 프로판가스는 석유에서 추출되는 LPG(Liquefied Petroleum Gas)의 일종으로, 프로판과 부탄 등의 성분으로 이루어져 있습니다. 따라서 프로판가스는 천연가스보다 무겁지 않습니다.

    그러나 천연가스는 LNG(Liquefied Natural Gas)로 액화되어 운반될 때는 대기압 하에서 비등점이 –162℃인 액체 상태로 운반됩니다. 이는 천연가스가 액화되면 천연가스 분자들이 서로 더 가까워져서 더 무거워지기 때문입니다. 따라서 LNG는 프로판가스보다 무겁다는 설명이 가능합니다.
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11. 200 kg의 물체가 10m의 높이에서 지면으로 떨어졌다. 최초의 위치 에너지가 모두 열로 변했다면 약 몇 kcal의 열이 발생하겠는가?

  1. 2.5
  2. 3.6
  3. 4.7
  4. 5.8
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 물체의 위치 에너지가 모두 열로 변환되는 과정에서 발생하는 열의 양을 구하는 문제입니다. 물체가 높이 10m에서 지면으로 떨어지는 과정에서 위치 에너지는 중력에 의해 운동 에너지로 변환됩니다. 이때 물체의 운동 에너지는 1/2mv^2로 계산할 수 있습니다. 여기서 m은 물체의 질량, v는 물체의 속도입니다.

    물체가 높이 10m에서 지면으로 떨어지는 과정에서 운동 에너지는 최대치인데, 이때 물체의 속도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    v = √(2gh)

    여기서 g는 중력 가속도, h는 물체의 높이입니다. 따라서 이 문제에서 물체의 속도는 다음과 같습니다.

    v = √(2 × 9.8 × 10) ≈ 14.0 m/s

    물체의 운동 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    운동 에너지 = 1/2 × 200 × 14.0^2 ≈ 19,600 J

    이때 운동 에너지가 모두 열로 변환된다면, 이는 열량으로 나타낼 수 있습니다. 1 J는 0.239 kcal이므로, 운동 에너지를 kcal로 환산하면 다음과 같습니다.

    운동 에너지 = 19,600 × 0.239 ≈ 4.7 kcal

    따라서 이 문제에서 정답은 "4.7"입니다.
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12. 연료의 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있다.
  2. 발열량의 단위는 고체와 액체 연료의 경우 단위중량당(통상 연료당 kg당) 발열량으로 표시한다.
  3. 고위발열량은 연료의 측정열량에 수증기 증발잠열을 포함한 연소열량이다
  4. 일반적인 액체 연료는 비중이 크면 체적당 발열량은 감소하고, 중량당 발열량은 증가한다.
(정답률: 75%)
  • 틀린 것은 없습니다. 모든 보기가 맞는 설명입니다.

    - 기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있습니다.
    - 발열량의 단위는 고체와 액체 연료의 경우 단위중량당(통상 연료당 kg당) 발열량으로 표시합니다.
    - 고위발열량은 연료의 측정열량에 수증기 증발잠열을 포함한 연소열량입니다.
    - 일반적인 액체 연료는 비중이 크면 체적당 발열량은 감소하고, 중량당 발열량은 증가합니다. 이는 액체 연료의 밀도가 높아질수록 연소 시 발생하는 열이 작은 체적에 집중되기 때문입니다.
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13. 최소 점화에너지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 혼합기의 종류에 의해서 변한다.
  2. 불꽃 방전 시 일어나는 에너지의 크기는 전압의 제곱에 비례한다.
  3. 최소 점화에너지는 연소속도 및 열전도가 작을수록 큰 값을 갖는다.
  4. 가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 최소 점화에너지라 한다.
(정답률: 69%)
  • "최소 점화에너지는 연소속도 및 열전도가 작을수록 큰 값을 갖는다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 연소속도가 느리거나 열전도가 낮은 가연성 혼합기체는 높은 최소 점화에너지를 갖게 됩니다. 이는 이러한 혼합기체가 점화되기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하기 때문입니다. 따라서, 최소 점화에너지는 연소속도 및 열전도와 밀접한 관련이 있으며, 이들이 작을수록 큰 값을 갖게 됩니다.
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14. 다음 중 분젠식 가스버너가 아닌 것은?

  1. 링버너
  2. 슬릿버너
  3. 적외선버너
  4. 블라스트버너
(정답률: 61%)
  • 블라스트버너는 분젠식이 아닌 고속 연소 방식의 가스버너입니다. 분젠식 가스버너는 가스와 공기를 혼합한 후에 점화시켜 연소시키는 방식이지만, 블라스트버너는 고속으로 유동하는 공기를 이용하여 가스를 분사하고 연소시키는 방식입니다. 이러한 고속 연소 방식은 높은 열효율과 빠른 가열속도를 가지고 있어서 산업용 가열로나 고온 처리장비에서 많이 사용됩니다. 따라서, 블라스트버너는 분젠식 가스버너가 아닌 것입니다.
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15. 다음 주 열정산의 목적이 아닌 것은?

  1. 열효율을 알 수 있다.
  2. 장치의 구조를 알 수 있다.
  3. 새로운 장치설계를 위한 기초자료를 얻을 수 있다.
  4. 장치의 효율향상을 위한 개조 또는 운전조건의 개선 등의 자료를 얻을 수 있다.
(정답률: 80%)
  • 열정산은 열역학적인 원리를 이용하여 열기계나 열교환기 등의 열기계장치의 성능을 평가하는 과정입니다. 따라서 열정산을 통해 얻을 수 있는 정보는 해당 장치의 열효율, 효율향상을 위한 개조나 운전조건의 개선 등에 대한 자료, 그리고 새로운 장치설계를 위한 기초자료 등이 있습니다.

    하지만 "장치의 구조를 알 수 있다"는 목적은 열정산의 주요 목적 중 하나가 아닙니다. 장치의 구조를 파악하기 위해서는 열역학적인 원리뿐만 아니라 기계공학적인 지식이 필요합니다. 따라서 열정산을 통해 얻을 수 있는 정보 중에서는 "장치의 구조를 알 수 있다"는 목적은 제외됩니다.
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16. 다음 중 일반적으로 연료가 갖추어야 할 구비조건이 아닌 것은?

  1. 연소 시 배출물이 많아야 한다.
  2. 정장과 운반이 편리해야 한다.
  3. 사용시 위험성이 적어야 한다.
  4. 취급이 용이하고 안전하며 무해하여야 한다.
(정답률: 89%)
  • 연소 시 배출물이 많아야 한다는 것은 일반적인 연료의 구비조건으로는 포함되지 않습니다. 오히려 연료의 구비조건은 정장과 운반이 편리해야 하며, 사용시 위험성이 적어야 하며, 취급이 용이하고 안전하며 무해하여야 합니다.

    연소 시 배출물이 많아야 한다는 것은 오히려 환경오염을 초래하는 요인이 됩니다. 따라서 현대 사회에서는 환경보호를 위해 연료의 구비조건으로 배출물의 양을 최소화하는 것이 중요시되고 있습니다. 이를 위해 대표적으로 청정 연료인 천연가스나 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지가 활용되고 있습니다.

    따라서 연료의 구비조건으로는 환경보호를 고려하여 배출물의 양을 최소화하는 것이 중요하며, 이를 위해 청정 연료의 활용이 적극 권장되고 있습니다.
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17. 어떤 연도가스의 조성이 아래와 같을 때 과잉공기의 백분율은 얼마인가? (단, CO2는 11.9% CO는 1.6%, O2는 4.1%, N2는 82.4%이고 공기 중 질소와 산소의 부피비는 79:21이다.)

  1. 15.7%
  2. 17.7%
  3. 19.7%
  4. 21.7%
(정답률: 54%)
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18. 연료를 공기 중에서 연소시킬 때 질소산화물에서 가장 많이 발생하는 오염 물질은?

  1. NO
  2. NO2
  3. N2O
  4. NO3
(정답률: 59%)
  • 연료를 공기 중에서 연소시키면 질소와 산소가 반응하여 질소산화물이 발생합니다. 이 중에서 가장 많이 발생하는 오염 물질은 NO입니다. NO는 대기 중에서 광화학 반응을 통해 NO2로 산화되어 대기오염물질로 작용합니다. 따라서 NO2도 대기오염물질이지만, NO보다는 적은 양이 발생합니다. N2O는 대기오염물질로 작용하지만, 연소 과정에서는 NO보다 적은 양이 발생합니다. NO3는 질소산화물 중에서는 가장 산화 상태가 높은 형태이지만, 연소 과정에서 발생하는 것이 아니므로 정답이 아닙니다. 따라서 정답은 "NO"입니다.
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19. 연소장치의 연소효율(Ec)식이 아래와 같을 때 H2는 무엇을 의미하는가? (단, Hc : 연료의 발열량, H1 : 연재 중의 미연탄소에 의한 손실이다.)

  1. 전열손실
  2. 현열손실
  3. 연료의 저발열량
  4. 불완전연소에 다른 손실
(정답률: 84%)
  • 연소장치에서 연료가 완전하게 연소되지 않고 일부가 불완전하게 연소되는 경우, 연소효율은 감소하게 된다. 이때 발생하는 손실을 "불완전연소에 다른 손실"이라고 한다. 이 손실은 연료가 완전하게 연소되지 않아 발생하는 일종의 낭비로, 연료비용이 증가하고 대기오염물질을 발생시키는 원인이 된다. 따라서 연소장치의 효율을 높이기 위해서는 연료가 완전하게 연소될 수 있도록 적절한 공기와 연료의 비율을 유지하고, 연소조건을 최적화하는 등의 조치가 필요하다.
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20. 고위발열량의 9000kcal/kg인 연료 3kg이 연소할 때의 총저위발열량은 몇 kcal인가? (단, 이 연료 1 kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어있다.)

  1. 12300
  2. 24552
  3. 43882
  4. 51888
(정답률: 66%)
  • 고위발열량이 9000kcal/kg인 연료 1kg당 수소분이 15%, 수분이 1% 들어있다는 것은 연료 1kg당 수소가 0.15kg, 수분이 0.01kg 들어있다는 것을 의미합니다. 따라서 3kg의 연료에는 수소가 0.15kg × 3kg = 0.45kg, 수분이 0.01kg × 3kg = 0.03kg 들어있습니다. 이 연료를 연소시키면 수소는 수증기로, 수분은 물로 변하면서 열이 방출됩니다. 수소 1kg당 방출되는 열의 양은 34.5kcal, 수분 1kg당 방출되는 열의 양은 587kcal입니다. 따라서 0.45kg의 수소는 0.45kg × 34.5kcal/kg = 15.525kcal의 열을 방출하고, 0.03kg의 수분은 0.03kg × 587kcal/kg = 17.61kcal의 열을 방출합니다. 이에 더해 연료 3kg의 고위발열량인 9000kcal/kg × 3kg = 27000kcal의 열이 방출됩니다. 따라서 총저위발열량은 15.525kcal + 17.61kcal + 27000kcal = 24552kcal이 됩니다. 따라서 정답은 "24552"입니다.
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2과목: 열역학

21. 체적이 3L, 질량이 15kg인 물질의 비체적(cm3/g)은?

  1. 0.2
  2. 1.0
  3. 3.0
  4. 5.0
(정답률: 63%)
  • 비체적은 물질의 단위 질량당 체적을 의미합니다. 따라서 비체적을 구하기 위해서는 먼저 물질의 단위 질량을 구해야 합니다.

    물질의 질량은 15kg이며, 체적은 3L이므로, 물질의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    밀도 = 질량 ÷ 체적 = 15kg ÷ 3L = 5kg/L

    따라서, 물질의 비체적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    비체적 = 체적 ÷ 질량 = 3L ÷ 15kg = 0.2 cm3/g

    따라서, 정답은 "0.2"입니다.
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22. 압력 1Mpa, 온도 400℃ 의 이상기체 2 kg이 가역단열과정으로 팽창하여 압력이 500kPa로 변화한다. 이 기체의 최종온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 이 기체의 정적비열은 3.12kJ/(kg·K), 정압비열은 5.21kJ/(kg·K)이다.)

  1. 237
  2. 279
  3. 510
  4. 622
(정답률: 33%)
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23. 랭킨 사이클의 순서를 차례대로 옳게 나열한 것은?

  1. 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각
  2. 단열압축 → 등온가열 → 단열팽창 → 정적냉각
  3. 단열압축 → 등적가열 → 등압팽창 → 정압냉각
  4. 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정적냉각
(정답률: 78%)
  • 랭킨 사이클은 열기계의 한 종류로, 열을 이용하여 일을 생산하는 기계이다. 이 사이클은 네 개의 과정으로 이루어져 있다.

    첫 번째 과정인 단열압축에서는 가스가 압축되면서 온도가 상승한다. 두 번째 과정인 정압가열에서는 가스가 일정한 압력에서 가열되면서 온도가 더욱 상승한다. 세 번째 과정인 단열팽창에서는 가스가 팽창하면서 온도가 감소한다. 마지막으로 네 번째 과정인 정압냉각에서는 가스가 일정한 압력에서 냉각되면서 온도가 더욱 감소한다.

    따라서, "단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각"이 옳은 랭킨 사이클의 순서이다. 이는 가스의 상태를 변화시키는 과정에서 열과 일을 교환하는 과정을 최대화하기 위한 최적의 순서이다.
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24. 다음 주 열역학적 계에 대한 에너지 보존의 법칙에 해당하는 것은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 85%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로, 닫힌 시스템에서 에너지는 변하지 않는다는 원리를 말합니다. 즉, 시스템 내부의 열과 일의 양은 변할 수 있지만, 시스템 전체의 에너지는 변하지 않습니다. 이 법칙은 열역학적 계의 기본 원리 중 하나로, 열역학적 계의 에너지 변화를 설명하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 법칙은 열역학적 계의 에너지 변화를 예측하고, 열역학적 계의 열역학적 상태를 분석하는 데 사용됩니다. 따라서, 다음 주 열역학적 계에 대한 에너지 보존의 법칙에 해당하는 것은 열역학 제1법칙입니다.
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25. 성능계수가 4.8인 증기압축냉동기의 냉동능력 1kW당 소요동력(kW)은?

  1. 0.21
  2. 1.0
  3. 2.3
  4. 4.8
(정답률: 54%)
  • 성능계수(COP)는 냉동기의 냉동능력과 소요된 전기 에너지의 비율을 나타내는 값입니다. COP가 4.8이라는 것은 냉동기가 1kW의 냉동능력을 발휘하기 위해 0.2083kW의 전기 에너지만을 소비한다는 것을 의미합니다. 따라서 1kW당 소요되는 전기 에너지는 0.2083kW이며, 이는 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 0.21이 됩니다. 따라서 정답은 "0.21"입니다.
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26. 역카르노 사이클로 운전되는 냉방장치가 실내온도 10℃에서 30kW의 열량 흡수하여 20℃ 응축기에서 응축기에서 방열한다. 이 때 냉방에 필요한 최소 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 0.03
  2. 1.06
  3. 30
  4. 60
(정답률: 52%)
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27. 이상기체 1kg의 압력과 체적이 각각 P1 ,V1 에서 P2 ,V2 로 등온 가역적으로 변할 때 엔트로피 변화(ΔS)는? (단, R은 기체상수이다.)

(정답률: 64%)
  • 등온 가역과정에서 엔트로피 변화는 ΔS = Q/T 이다. 이때, 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존하므로 등온 변화에서 내부에너지 변화는 없다. 따라서, 이상기체의 엔트로피 변화는 ΔS = Rln(V2/V1) 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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28. 다음 가스 동력 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오토 사이클의 이론 열효율은 작동유체의 비열비와 압축비에 의해서 결정된다.
  2. 카르노 사이클의 최고 및 최저 온도의 스털링 사이클의 최고 및 최저온도가 서로 같을 경우 두 사이클의 이론 열효율은 동일하다.
  3. 디젤 사이클에서 가열과정은 정적과정으로 이루어진다.
  4. 사바테 사이클의 가열과정은 정적과 정압과정이 복합적으로 이루어진다.
(정답률: 56%)
  • 디젤 사이클에서 가열과정은 정적과정으로 이루어진다는 설명이 틀린 것입니다. 디젤 사이클에서 가열과정은 등압과정으로 이루어집니다. 디젤 사이클은 4개의 과정으로 이루어지며, 압축, 가열, 팽창, 냉각 과정이 순서대로 진행됩니다. 압축과정에서는 기체가 압축되면서 온도가 상승하고, 가열과정에서는 연료가 분사되어 압력이 일정한 상태에서 연소되면서 온도가 더욱 상승합니다. 이때 가열과정은 등압과정으로 이루어지며, 기체의 압력은 일정합니다. 따라서 디젤 사이클에서 가열과정은 정적과정이 아닌 등압과정입니다.
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29. 다음 주 어떤 압력 상태의 과열 수증기 엔트로피가 가장 작은가? (단, 온도는 동일하다고 가정한다.)

  1. 5기압
  2. 10기압
  3. 15기압
  4. 20기압
(정답률: 69%)
  • 과열 수증기의 엔트로피는 압력이 낮을수록 작아지는 경향이 있다. 이는 압력이 낮아질수록 분자 간의 상호작용이 적어지고, 분자의 운동이 자유로워지기 때문이다. 따라서, 주어진 보기에서는 압력이 가장 낮은 "20기압" 상태일 때 과열 수증기의 엔트로피가 가장 작을 것이다. 이는 다른 보기인 "5기압", "10기압", "15기압"보다 분자 간의 상호작용이 적어지기 때문이다. 따라서, 다음 주에는 "20기압" 상태의 과열 수증기 엔트로피가 가장 작을 것이다.
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30. 물의 삼중점(triple point)의 온도는?

  1. 0K
  2. 273.16℃
  3. 73K
  4. 273.16K
(정답률: 79%)
  • 물의 삼중점은 물이 고체, 액체, 기체 상태가 동시에 존재하는 지점으로, 이 상태에서 물의 증기압, 온도, 압력이 모두 균형을 이룹니다. 이러한 균형이 이루어지는 온도를 물의 삼중점 온도라고 합니다.

    물의 삼중점 온도는 국제온도척도(ITS-90)에서 정의되어 있으며, 정확한 값은 273.16K입니다. 이는 섭씨온도로 환산하면 0℃이 됩니다. 따라서, 물의 삼중점 온도는 물이 고체, 액체, 기체 상태가 동시에 존재하는 유일한 온도이며, 이를 기준으로 섭씨온도가 정의됩니다.
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31. 이상기체가 등온과정에서 외부에 하는 일에 대한 관계식으로 틀린 것은? (단, R은 기체상수이고, 계에 대해서 m은 질량, V는 부피, P는 압력을 나타낸다. 또한 하첨자 “1”은 변경전, 하첨자 “2”는 변경후를 나타낸다.)

(정답률: 56%)
  • 정답은 ""입니다.

    등온과정에서는 온도가 일정하므로 내부에 있는 열은 외부에 하는 일과 같아야 합니다. 따라서 이상기체의 등온과정에서 외부에 하는 일에 대한 관계식은 다음과 같습니다.

    W = -nRT ln(V2/V1)

    여기서 n은 몰수, R은 기체상수, V1은 변경전 부피, V2는 변경후 부피입니다. 이 관계식은 이상기체의 등온과정에서 외부에 하는 일과 내부에 있는 열이 같다는 것을 나타냅니다.

    하지만 ""은 이상기체의 등압과정에서 외부에 하는 일에 대한 관계식입니다. 등압과정에서는 부피와 온도가 비례하기 때문에 부피의 변화와 온도의 변화가 동시에 일어납니다. 따라서 이상기체의 등압과정에서 외부에 하는 일과 내부에 있는 열이 같다는 것을 나타내는 관계식은 다음과 같습니다.

    W = -PΔV

    여기서 P는 압력, ΔV는 부피의 변화량입니다.
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32. 100℃ 건포화증기 2㎏이 온도 30℃인 주위로 열을 방출하여 100℃ 포화액으로 되었다. 전체(증기 및 주위)의 엔트로피 변호는 약 얼마인가? (단, 100℃에서의 증발잠열은 2257kJ/㎏이다.)

  1. -12.1 kJ/K
  2. 2.8 kJ/K
  3. 12.1 kJ/K
  4. 24.2 kJ/K
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 열역학 제2법칙에 따라 계산할 수 있습니다. 주어진 조건에서는 열이 100℃에서 건포화증기에 의해 흡수되어 100℃ 포화액으로 변합니다. 이 과정에서 엔트로피는 증가합니다.

    먼저, 건포화증기의 엔트로피 변화량을 계산해보겠습니다. 건포화증기의 초기 온도는 100℃이며, 압력은 포화압력인 2㎏입니다. 따라서 초기 상태에서의 엔트로피는 건포화증기의 엔트로피 테이블을 참조하여 구할 수 있습니다.

    다음으로, 100℃ 포화액의 엔트로피 변화량을 계산해보겠습니다. 100℃에서의 증발잠열은 2257kJ/㎏이므로, 1㎏의 물이 증발할 때 발생하는 엔트로피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔS = Q/T = 2257/373 = 6.05 kJ/K

    따라서, 1㎏의 건포화증기가 100℃ 포화액으로 변할 때 전체 엔트로피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔS = ΔS증기 + ΔS물 = 2.8 + 6.05 = 8.85 kJ/K

    즉, 전체 엔트로피 변화량은 8.85 kJ/K입니다. 따라서, 정답은 "2.8 kJ/K"입니다.
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33. 증기 동력 사이클의 구성 요소 중 복수기(condenser)가 하는 역할은?

  1. 물을 가열하여 증기로 만든다.
  2. 터빈에 유입되는 증기의 압력을 높인다.
  3. 증기를 팽창시켜서 동력을 얻는다.
  4. 터빈에서 나오는 증기를 물로 바꾼다.
(정답률: 66%)
  • 복수기는 증기 동력 사이클에서 중요한 역할을 합니다. 터빈에서 나온 고온 고압의 증기를 냉각하여 물로 바꾸는 역할을 하기 때문입니다. 이는 증기를 다시 물로 바꾸어서 보일러로 되돌려 보내어 재사용할 수 있도록 합니다. 이를 통해 증기 동력 발전소에서는 물을 계속해서 사용할 수 있으며, 이는 자원 절약과 경제성을 높이는 데 큰 역할을 합니다. 또한, 복수기는 증기를 냉각시켜서 압력을 낮추는 역할도 합니다. 이는 다시 터빈으로 보내어 동력을 발생시키기 위해서는 필수적인 과정입니다. 따라서, 복수기는 증기 동력 발전소에서 매우 중요한 역할을 하며, 증기 동력 발전소의 효율성을 높이는 데 큰 역할을 합니다.
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34. 대기압이 100kPa인 도시에서 두 지점의 계기압력비가 “5 : 2”라면 절대 압력비는?

  1. 1.5 : 1
  2. 1.75 : 1
  3. 2 : 1
  4. 주어진 정보로는 알 수 없다.
(정답률: 79%)
  • 두 지점의 계기압력비가 “5 : 2”이므로, 첫 번째 지점의 계기압력은 5x, 두 번째 지점의 계기압력은 2x가 됩니다. 이때, 절대압력은 대기압(100kPa)에 계기압력을 더한 값이므로, 첫 번째 지점의 절대압력은 100kPa + 5x, 두 번째 지점의 절대압력은 100kPa + 2x가 됩니다. 따라서, 절대압력비는 (100kPa + 5x) : (100kPa + 2x)가 됩니다. 이를 간단화하면 3kPa : x가 되므로, x의 값을 알 수 없기 때문에 주어진 정보로는 절대압력비를 구할 수 없습니다. 따라서, 정답은 "주어진 정보로는 알 수 없다."가 됩니다.
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35. 이상기체의 단위 질량당 내부 에너지 u, 엔탈피 h, 엔트로피 s에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T는 온도, p는 압력, v는 비체적을 나타낸다.)

  1. Tds = du - vdp, Tds = dh - pdv
  2. Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp
  3. Tds = du - vdp, Tds = dh + pdv
  4. Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp
(정답률: 67%)
  • 정답은 "Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp" 입니다.

    이유는 이상기체의 내부 에너지 u와 엔탈피 h는 비체적 v와 온도 T에만 의존하며, 압력 p와는 무관합니다. 따라서, 엔트로피 변화 ds는 열과 일의 변화에 의해 결정되며, 열과 일은 각각 온도와 압력에 의존합니다. 이에 따라, 엔트로피 변화 ds는 T, p, v에 의존하게 됩니다.

    따라서, Tds = du + pdv에서는 열과 일의 변화가 내부 에너지 u와 비체적 v에 의해 결정되며, Tds = dh - vdp에서는 열과 일의 변화가 엔탈피 h와 비체적 v에 의해 결정됩니다. 이는 이상기체의 특성을 고려한 결과이며, 따라서 이 두 관계식이 모두 옳다고 할 수 있습니다.
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36. 오존층 파괴와 지구 온난화 문제로 인해 냉동장치에 사용하는 냉매의 선택에 있어서 주의를 요한다. 이와 관련하여 다음 중 오존 파괴 지수가 가장 큰 냉매는?

  1. R-134a
  2. R-123
  3. 암모니아
  4. R-11
(정답률: 71%)
  • 오존 파괴 지수란, 대기 중의 오존 분해에 미치는 영향을 나타내는 지수로, 높을수록 오존 파괴 가능성이 높다는 것을 의미한다. 따라서 냉동장치에 사용되는 냉매를 선택할 때는 이러한 오존 파괴 지수를 고려해야 한다.

    보기 중에서 오존 파괴 지수가 가장 큰 냉매는 "R-11"이다. R-11은 염소와 브로민을 함유한 클로로플루오로카본(CFC) 냉매로, 오존 파괴 가능성이 매우 높다. 이러한 이유로 R-11은 1987년 몬트리올 프로토콜에서 금지 대상 물질로 지정되었다.

    반면에, "R-134a"와 "R-123"는 플루오로카본(HFC) 냉매로, CFC에 비해 오존 파괴 가능성이 낮다. "암모니아"는 자연냉매로, 오존 파괴 가능성은 없지만 독성이 있어 사용에 주의가 필요하다. 따라서, 오존 파괴 지수를 고려할 때 R-11은 사용이 금지되어야 하며, 대신에 R-134a, R-123, 암모니아 등의 냉매를 사용하는 것이 바람직하다.
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37. 체적 4m3, 온도 290K의 어떤 기체가 가역 단열과정으로 압축되어 체적 2m3, 온도340K로 되었다. 이상기체라고 가정하면 기체의 비열비는 약 얼마인가?

  1. 1.091
  2. 1.229
  3. 1.407
  4. 1.667
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 가열과정이 아닌 단열과정이므로, 기체의 비열비는 일정합니다. 이상기체의 경우, 비열비는 R/Cv로 주어지는데, 여기서 R은 기체상수이고, Cv는 기체의 등체적 비열입니다.

    먼저, 기체상수 R은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    R = PV/nT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, T는 온도입니다.

    주어진 조건에서, 초기 상태에서의 압력은 알 수 없으므로, 일단 초기와 최종 상태에서의 기체상수를 구해보겠습니다.

    초기 상태에서,

    R1 = PV/nT = P(4m^3)/(n*290K)

    최종 상태에서,

    R2 = PV/nT = P(2m^3)/(n*340K)

    가역 단열과정에서, 기체의 상태방정식인 PV^γ = 상수를 이용하면,

    P1V1^γ = P2V2^γ

    여기서 γ는 기체의 비열비입니다.

    주어진 조건에서,

    P1V1 = P2V2

    이므로,

    V1^(γ-1)T1^γ = V2^(γ-1)T2^γ

    여기서 T1과 T2는 각각 초기와 최종 상태의 온도입니다.

    이를 정리하면,

    γ = ln(T2/T1) / ln(V1/V2)

    주어진 조건에서,

    γ = ln(340K/290K) / ln(4m^3/2m^3)

    = ln(1.1724) / ln(2)

    ≈ 1.229

    따라서, 정답은 "1.229"입니다.
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38. 다음 중 이상적인 교축 과정(throttling process)은?

  1. 등온 과정
  2. 등엔트로피 과정
  3. 등엔탈피 과정
  4. 정압 과정
(정답률: 74%)
  • 이상적인 교축 과정은 등엔탈피 과정입니다. 이유는 등엔탈피 과정은 엔탈피가 일정하게 유지되는 과정으로, 엔진의 효율성을 높일 수 있습니다. 이 과정에서는 엔진의 작동에 필요한 열이 일정하게 유지되므로, 열의 손실이 최소화됩니다. 또한, 등온 과정이나 정압 과정은 열의 손실이 많이 발생하므로, 효율성이 떨어집니다. 등엔트로피 과정은 엔트로피가 일정하게 유지되는 과정으로, 열의 손실을 최소화할 수는 있지만, 엔트로피가 증가하므로 엔진의 효율성이 떨어집니다. 따라서, 이상적인 교축 과정은 등엔탈피 과정입니다.
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39. 피스톤이 장치된 용기 속의 온도 100℃, 압력 200 kPa, 체적 0.1m3의 이상기체 0.5kg이 압력이 일정한 과정으로 체적이 0.2m3으로 되었다. 이때 전달된 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 정압비열은 5kJ/(kg·K)이다.)

  1. 200
  2. 250
  3. 746
  4. 933
(정답률: 39%)
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40. 그림과 같이 작동하는 열기관 사이클(cycle)은? (단, γ는 비열비이고, P는 압력, V는 체적, T는 온도, S는 엔트로피이다.)

  1. 스털링(stiriling) 사이클
  2. 브레이턴(Brayton) 사이클
  3. 오토(Otto) 사이클
  4. 카르노(Carnot) 사이클
(정답률: 58%)
  • 오토(Otto) 사이클은 4개의 과정으로 이루어진 열기관 사이클 중 하나로, 가장 일반적으로 사용되는 내연기관의 작동 원리이다. 이 사이클은 1→2 과정에서는 등압과정, 2→3 과정에서는 등엔트로피과정, 3→4 과정에서는 등변과정, 4→1 과정에서는 등엔트로피과정을 거치며, 이를 통해 열을 일으키고 일을 추출한다. 이 사이클은 고압과 저압의 차이를 이용하여 일을 추출하므로, 내연기관에서 주로 사용된다. 스테판-볼츠만 법칙에 따라, 오토 사이클에서는 압축과정에서 열이 방출되지 않으므로, 높은 효율을 보인다. 따라서, 오토 사이클은 내연기관에서 가장 효율적인 작동 원리 중 하나이다.
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3과목: 계측방법

41. 피토관 유량계에 관한 설명이 아닌 것은?

  1. 흐름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다.
  2. 더스트가 많은 유체측정에는 부적당하다.
  3. 피토관의 단면적은 관 단면적의 10%이상 이여야 한다.
  4. 피토관을 유체흐름의 방향으로 일치시킨다.
(정답률: 54%)
  • 피토관은 유체의 유량을 측정하는데 사용되는 장비로, 유체가 흐르는 관 안에 있는 작은 구멍을 통해 유체를 흡입하여 유량을 측정합니다. 이때, 피토관의 단면적은 매우 중요한 역할을 합니다. 피토관의 단면적이 작으면 유체가 흐르는 속도가 높아져 유량 측정이 부정확해지고, 반대로 단면적이 크면 유체가 흐르는 속도가 낮아져 유량 측정이 불가능해집니다. 따라서, 피토관의 단면적은 관 단면적의 10% 이상이 되어야 충분한 유량 측정이 가능합니다. 이는 유체의 흐름에 대한 충분한 강도를 가져야 하기 때문입니다. 또한, 피토관은 유체 내부에 있는 더스트 등의 불순물로 인해 측정이 부정확해질 수 있으므로, 더스트가 많은 유체측정에는 부적당합니다. 마지막으로, 피토관을 유체흐름의 방향으로 일치시키는 것은 유량 측정의 정확도를 높이기 위한 중요한 요소입니다.
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42. 온도의 정의 정점 중 평형수소의 삼중점은 얼마인가?

  1. 13.80 K
  2. 17.04 K
  3. 20.24 K
  4. 27.10 K
(정답률: 58%)
  • 온도는 분자나 원자의 운동에 의한 열의 정도를 나타내는 물리량입니다. 이 중 평형수소의 삼중점은 수소 분자가 고체, 액체, 기체 상태를 동시에 가지는 온도입니다. 이 온도에서는 수소 분자가 고체와 액체 상태에서는 결정체 구조를 이루며, 기체 상태에서는 분자가 자유롭게 움직입니다. 이러한 상태에서 액체와 기체의 증기압이 같아지는 지점이 평형수소의 삼중점입니다. 이 때의 온도는 13.80 K로, 이유는 다른 보기들인 17.04 K, 20.24 K, 27.10 K는 평형수소의 삼중점보다 높은 온도이기 때문입니다.
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43. 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율 차이를 이용하여 습도를 측정하는 것은?

  1. 고분자 습도센서
  2. 염화리튬 습도센서
  3. 서미스터 습도센서
  4. 수정진동자 습도센서
(정답률: 76%)
  • 서미스터 습도센서는 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율 차이를 이용하여 습도를 측정하는 센서입니다. 이 센서는 두 개의 전극 사이에 있는 공기의 열전도율을 측정하여 습도를 계산합니다. 물 분자는 열을 전달하는 데 더 효과적이므로, 공기에 물이 많이 함유될수록 열전도율이 높아집니다. 따라서, 서미스터 습도센서는 이러한 원리를 이용하여 습도를 측정합니다. 이 센서는 정확하고 안정적인 측정이 가능하며, 작은 크기와 저렴한 가격으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 또한, 서미스터 습도센서는 온도 변화에도 민감하게 반응하기 때문에, 온도 보정 기능이 필요합니다.
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44. 다음 각 습도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다.
  2. 모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다.
  3. 통풍 건습구 습도계는 2.5~5m/s의 통풍이 필요하다.
  4. 저항식 습도계는 직류전압을 사용하여 측정한다.
(정답률: 76%)
  • "저항식 습도계는 직류전압을 사용하여 측정한다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 저항식 습도계는 습도에 따라 변하는 저항값을 측정하여 습도를 파악하는데, 이때 사용되는 전류는 직류전류입니다. 따라서 "저항식 습도계는 직류전압을 사용하여 측정한다."는 올바른 설명입니다.

    노점 습도계는 공기 중의 수증기가 포화 상태가 되어 이슬이 생기는 온도를 측정하여 습도를 파악하는데, 이때 측정되는 것은 온도입니다. 따라서 "노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다."는 올바른 설명입니다.

    모발 습도계는 모발의 길이와 두께가 일정한 인조 모발을 사용하여 습도를 파악하는데, 이 모발은 시간이 지남에 따라 변형되어 정확한 측정이 어려워집니다. 따라서 "모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다."는 올바른 설명입니다.

    통풍 건습구 습도계는 공기의 흐름이 일정한 상태에서 습도를 측정하는데, 이때 필요한 통풍 속도는 2.5~5m/s입니다. 따라서 "통풍 건습구 습도계는 2.5~5m/s의 통풍이 필요하다."는 올바른 설명입니다.
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45. 부자(float)식 액면계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원리 및 구조가 간단하다.
  2. 고압에도 사용할 수 있다.
  3. 액면이 심하게 움직이는 곳에 사용하기 좋다.
  4. 액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 액면계는 액체의 중력을 이용하여 액면의 위치를 측정하는 계기로, 부자식 액면계는 이를 위해 부자라는 장치를 사용한다. 이 부자는 액면의 위치에 따라 상승하거나 하강하여 이를 측정한다. 이러한 부자식 액면계의 특징 중 "액면이 심하게 움직이는 곳에 사용하기 좋다"는 것은, 부자가 액면의 움직임에 민감하게 반응하기 때문이다. 따라서 액면이 심하게 움직이는 곳에서도 정확한 측정이 가능하다. 또한, 부자식 액면계는 원리 및 구조가 간단하며 고압에도 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있어서, 액면의 이상 상태를 감지하고 경고를 줄 수 있다는 점도 특징 중 하나이다.
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46. 다음 중 접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 저항온도계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 유리온도계
(정답률: 80%)
  • 방사온도계는 접촉식이 아닌 비접촉식 온도계입니다. 접촉식 온도계는 측정 대상물과 직접 접촉하여 온도를 측정하는 방식이지만, 방사온도계는 적외선을 이용하여 대상물의 표면 온도를 측정합니다. 따라서 대상물과 직접 접촉하지 않고도 온도를 측정할 수 있으며, 측정 대상물의 온도에 영향을 주지 않는 장점이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 방사온도계는 고온, 냉각기, 화학물질 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
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47. 순간치를 측정하는 유량계에 속하지 않는 것은?

  1. 오벌(Oval) 유량계
  2. 벤튜리(Venturi) 유량계
  3. 오리피스(Orifice) 유량계
  4. 플로우노즐(Flow-nozzle) 유량계
(정답률: 73%)
  • 순간치를 측정하는 유량계는 유체가 흐르는 관로에서 유속을 측정하여 유량을 계산하는데 사용되는 기기들을 말합니다. 이 중에서 오벌(Oval) 유량계는 순간치를 측정하는 유량계에 속하지 않습니다.

    오벌 유량계는 유체가 흐르는 관로에 설치되어 유속을 측정하는 것이 아니라, 유체가 흐르는 관로의 내부에 설치되어 유체의 유량을 측정합니다. 이를 위해 오벌 유량계는 유체가 흐르는 관로 내부에 있는 오벌 모양의 장치를 이용하여 유체의 유량을 측정합니다.

    따라서, 오벌 유량계는 유체가 흐르는 관로 내부에 설치되어 유량을 측정하는 방식으로 동작하기 때문에, 순간치를 측정하는 유량계에 속하지 않습니다. 반면, 벤튜리, 오리피스, 플로우노즐 유량계는 유체가 흐르는 관로에서 유속을 측정하여 유량을 계산하는 방식으로 동작하기 때문에, 순간치를 측정하는 유량계에 속합니다.
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48. 바이메탈 온도계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 온도변화에 대하여 응답이 빠르다.
  3. 오래 사용 시 히스테리스시스 오차가 발생한다.
  4. 온도자동 조절이나 온도 보상장치에 이용된다.
(정답률: 47%)
  • 바이메탈 온도계는 온도변화에 대하여 응답이 빠르다는 특징이 있다. 이는 바이메탈 온도계의 구조가 간단하고 작동 원리가 단순하기 때문이다. 바이메탈 온도계는 두 개의 금속판을 붙여 만든 바이메탈 스트립을 이용하여 온도를 측정한다. 이 바이메탈 스트립은 온도가 변화함에 따라 팽창하거나 수축하면서 움직이게 되는데, 이 움직임을 이용하여 온도를 측정한다. 이러한 작동 원리는 매우 빠르게 작동하며, 온도변화에 대한 응답이 매우 빠르다는 것을 의미한다. 따라서 바이메탈 온도계는 온도자동 조절이나 온도 보상장치에 이용될 수 있다. 하지만 오래 사용 시 히스테리시스 오차가 발생할 수 있다는 단점이 있다.
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49. 가스크로마토그래피의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미량성분의 분석이 가능하다.
  2. 분리성능이 좋고 선택성이 우수하다.
  3. 1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다.
  4. 응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다.
(정답률: 68%)
  • 가스크로마토그래피는 샘플을 기체상태로 만들어 분석하는 기술로, 미량성분의 분석이 가능하며 분리성능이 좋고 선택성이 우수합니다. 하지만 1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없습니다. 이는 가스크로마토그래피에서 사용되는 캐리어 가스의 종류와 함께 분석하려는 가스의 특성에 따라 적절한 캐리어 가스를 선택해야 하기 때문입니다. 따라서 여러 가지 가스를 분석하려면 각각의 가스에 대해 별도의 분석 장치를 사용해야 합니다. 또한 응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다는 단점도 있습니다.
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50. 자동제어의 일반적인 동작순서로 옳은 것은?

  1. 검출 → 판단 → 비교 → 조작
  2. 검출 → 비교 → 판단 → 조작
  3. 비교 → 검출 → 판단 → 조작
  4. 비교 → 판단 → 검출 → 조작
(정답률: 77%)
  • 자동제어의 일반적인 동작순서는 "검출 → 비교 → 판단 → 조작"이다. 이는 다음과 같은 이유로 설명할 수 있다.

    먼저, 검출은 제어 대상의 상태나 조건을 감지하는 과정이다. 이 단계에서는 센서나 감지기 등을 이용하여 제어 대상의 상태를 측정하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 다음 단계로 전달한다.

    다음으로, 비교는 검출된 상태나 조건을 미리 정해진 목표값과 비교하는 과정이다. 이 단계에서는 검출된 상태나 조건과 목표값을 비교하여 차이를 계산하고, 이를 다음 단계로 전달한다.

    판단은 비교 결과를 바탕으로 제어 대상의 상태나 조건이 목표에 부합하는지 판단하는 과정이다. 이 단계에서는 비교 결과를 분석하여 제어 대상을 어떻게 제어할지 결정하고, 이를 다음 단계로 전달한다.

    마지막으로, 조작은 판단 결과에 따라 제어 대상을 제어하는 과정이다. 이 단계에서는 판단 결과를 바탕으로 제어 대상을 움직이거나 작동시키는 등의 조작을 수행하고, 이를 다시 검출 단계로 돌아가 반복한다.

    따라서, 자동제어의 일반적인 동작순서는 검출 → 비교 → 판단 → 조작이다.
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51. 램, 실린더, 기름탱크 가압펌프 등으로 구성되어 있으며 탄성식 압력계의 일반교정용으로 주로 사용되는 압력계는?

  1. 분동식 압력계
  2. 격막식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 벨로즈식 압력계
(정답률: 71%)
  • 분동식 압력계는 램, 실린더, 기름탱크 가압펌프 등으로 구성되어 있으며, 탄성식 압력계의 일반교정용으로 주로 사용됩니다. 이 압력계는 압력을 측정하기 위해 분동을 사용하는데, 분동은 압력이 가해지면 이동하여 스프링의 변형을 측정합니다. 이렇게 측정된 스프링의 변형량은 압력과 비례하므로, 압력을 정확하게 측정할 수 있습니다. 또한, 분동식 압력계는 격막식 압력계나 침종식 압력계보다 더 정확하고 안정적인 측정이 가능하며, 벨로즈식 압력계보다는 비교적 단순하고 경제적인 장점이 있습니다. 따라서, 분동식 압력계는 일반적으로 산업 현장에서 많이 사용되며, 정확한 압력 측정이 필요한 분야에서 널리 사용됩니다.
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52. 보일러의 자동제어 중에서 A.C.C.이 나타내는 것은 무엇인가?

  1. 연소제어
  2. 급수제어
  3. 온도제어
  4. 유압제어
(정답률: 74%)
  • A.C.C.은 "Automatic Combustion Control"의 약자로, 연소제어를 의미합니다. 연소제어는 보일러 내 연소 과정을 자동으로 제어하여 최적의 연소 상태를 유지하는 기능입니다. 이를 통해 연료 소비량을 최소화하고, 연소 과정에서 발생하는 유해 물질 배출량을 줄일 수 있습니다. 연소제어는 연소기의 공기 및 연료 공급량, 연소기 내부 온도, 연소기 내부 압력 등을 측정하여 이를 제어합니다. 이를 통해 안전하고 효율적인 보일러 운전이 가능해집니다. 따라서, A.C.C.은 보일러의 안전성과 효율성을 높이는 중요한 기능 중 하나입니다.
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53. 화학적 가스분석계인 연소식 O2계의 특징이 아닌 것은?

  1. 원리가 간단하다.
  2. 취급이 용이하다.
  3. 가스의 유량변동에도 오차가 없다.
  4. O2 측정 시 팔라듐계가 이용된다.
(정답률: 71%)
  • 연소식 O2계는 가스분석계 중에서도 원리가 간단하고 취급이 용이한 장점이 있습니다. 이 계기는 연소 반응을 이용하여 측정하며, 연소 시 산소가 소비되는 양을 측정하여 산소 농도를 계산합니다. 이 과정에서 산소를 소비하는 양과 산소 농도는 비례 관계이므로, 가스의 유량 변동에도 오차가 없습니다. 따라서, 연소식 O2계는 정확한 산소 농도 측정이 필요한 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 이 계기에서는 O2 측정 시 팔라듐계가 이용되며, 이는 산화환원 반응을 이용하여 산소 농도를 측정하는 방식입니다.
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54. 다음 중 유도단위에 속하지 않는 것은?

  1. 비열
  2. 압력
  3. 습도
  4. 열량
(정답률: 63%)
  • 습도는 유도단위가 아닙니다. 유도단위란 기본 단위에서 유도된 단위로, 물리량의 측정이나 계산을 더욱 편리하게 하기 위해 사용됩니다. 예를 들어, 온도의 기본 단위는 켈빈(K)이지만 섭씨(℃)나 화씨(℉)와 같은 유도단위가 사용됩니다. 비열은 열량과 같은 물리량이지만, 단위는 J/kg·K로, 열량과는 다른 유도단위입니다. 압력은 기본 단위인 파스칼(Pa) 외에도 다양한 유도단위가 있습니다. 열량은 기본 단위인 줄(J) 외에도 칼로리(cal)와 같은 유도단위가 있습니다. 하지만 습도는 기본 단위와 유도단위 모두 없습니다. 습도는 대기 중의 수증기의 양을 나타내는 물리량으로, 일반적으로 상대습도(%)로 표시됩니다. 따라서 습도는 유도단위에 속하지 않습니다.
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55. 자동제어계와 직접 관련이 없는 장치는?

  1. 기록부
  2. 검출부
  3. 조절부
  4. 조작부
(정답률: 78%)
  • 자동제어계는 기계나 시스템을 자동으로 제어하는 장치이며, 이를 위해 검출부, 조절부, 조작부 등의 다양한 부품이 사용됩니다. 그러나 기록부는 자동제어계와 직접적인 관련이 없는 장치입니다.

    기록부는 일반적으로 기계나 시스템에서 발생하는 데이터나 정보를 기록하고 저장하는 장치입니다. 예를 들어, 생산라인에서 생산된 제품의 수량이나 품질 등을 기록하거나, 건물의 온도나 습도 등을 기록하는 등의 역할을 합니다.

    따라서, 기록부는 자동제어계의 작동에 직접적인 영향을 미치지 않으며, 자동제어계와는 별개의 장치로 분류됩니다.
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56. 관리의 유속을 피토관으로 측정할 때 마노미터의 수주가 50cm였다. 이때 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 3.13
  2. 2.21
  3. 1.0
  4. 0.707
(정답률: 48%)
  • 마노미터는 유체의 압력을 측정하는 기기로, 유속을 측정할 때 사용된다. 유속은 유체가 단위 시간당 이동하는 거리를 의미하며, 일반적으로 m/s로 표시된다.

    이 문제에서는 유속을 피토관으로 측정하고 있으며, 수주가 50cm이다. 이는 유체의 압력을 나타내는 것이므로, 이를 이용하여 유속을 계산할 수 있다.

    피토관에서 유체가 흐르면, 유체의 속도는 피토관의 단면적과 유체의 밀도, 유속계수 등에 의해 결정된다. 이 때, 유속계수는 일반적으로 0.98 정도로 가정한다.

    따라서, 유속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유속 = (2gh)^0.5 / C

    여기서, h는 수주의 높이(50cm), g는 중력가속도(9.8m/s^2), C는 유속계수(0.98)이다.

    유속 = (2 x 9.8 x 0.5)^0.5 / 0.98
    = 3.13 m/s

    따라서, 정답은 "3.13"이다.
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57. 유량 측정기기 중 유체가 흐르는 단면적이 변함으로써 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기, 즉 압력차를 측정할 필요가 없는 장치는?

  1. 피토 튜브
  2. 로터 미터
  3. 벤투리 미터
  4. 오리피스 미터
(정답률: 72%)
  • 로터 미터는 유체가 흐르는 파이프 내부에 회전하는 로터를 설치하여 유체의 속도를 측정하고, 이를 통해 유량을 계산하는 방식으로 작동합니다. 따라서 유체가 흐르는 단면적이 변함으로써 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기입니다. 반면, 피토 튜브, 벤투리 미터, 오리피스 미터는 유체의 속도를 측정하기 위해 압력차를 측정하는 방식으로 작동합니다. 따라서 유체가 흐르는 단면적이 변하더라도 압력차를 측정해야 하기 때문에 직접 유체의 유량을 읽을 수 없습니다. 이러한 이유로 로터 미터는 유량 측정기기 중에서 유체가 흐르는 단면적이 변함으로써 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기입니다.
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58. 광고온계의 사용상 주의점이 아닌 것은?

  1. 광학계의 먼지, 상처 등을 수시로 점검한다.
  2. 측정자간의 오차가 발생하지 않고 정확하다.
  3. 측정하는 위치와 각도를 같은 조건으로 한다.
  4. 측정체와의 사이에 연기나 먼지 등이 생기지 않도록 주의한다.
(정답률: 75%)
  • 광고온계는 광학계의 일종으로, 빛의 굴절을 이용하여 온도를 측정하는 기기입니다. 이 기기를 사용할 때는 측정자간의 오차가 발생하지 않도록 주의해야 합니다. 그러나 이 보기는 옳지 않습니다. 측정자간의 오차는 광학계의 특성상 발생할 수 있는데, 이는 광학계의 정확도와 사용자의 기술 수준에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 광고온계를 사용할 때는 측정자간의 오차를 최소화하기 위해 정확도를 높이는 노력이 필요합니다. 이를 위해 광학계의 먼지, 상처 등을 수시로 점검하고, 측정하는 위치와 각도를 같은 조건으로 유지하며, 측정체와의 사이에 연기나 먼지 등이 생기지 않도록 주의해야 합니다. 이러한 주의점을 지키면 광고온계를 정확하게 사용할 수 있습니다.
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59. 열전대 온도계의 보호관으로 사용되는 다음 재료 중 사용 사용 온도가 높은 순으로 옳게 나열된 것은?

  1. 석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관
  2. 석영관 ＞ 동관 ＞ 자기관
  3. 자기관 ＞ 석영관 ＞ 동관
  4. 동관 ＞ 자기관 ＞ 석영관
(정답률: 72%)
  • 열전대 온도계의 보호관으로 사용되는 재료는 고온에 견딜 수 있어야 하므로 사용 온도가 높은 순으로 나열하면 석영관, 자기관, 동관 순이다.

    석영관은 극도로 높은 온도에도 견딜 수 있어서 열전대 온도계의 보호관으로 많이 사용된다. 또한, 석영은 화학적으로 안정적이기 때문에 화학적으로 부식되지 않는다는 장점도 있다.

    자기관은 석영관보다는 사용 온도가 낮지만, 여전히 높은 온도에도 견딜 수 있어서 열전대 온도계의 보호관으로 사용된다. 또한, 자기관은 전기적으로 절연성이 뛰어나기 때문에 전기적인 영향을 받는 환경에서도 사용할 수 있다는 장점이 있다.

    동관은 석영관과 자기관에 비해 사용 온도가 낮기 때문에 열전대 온도계의 보호관으로는 적합하지 않다. 또한, 동은 화학적으로 부식되기 쉬우므로 화학적으로 부식되는 환경에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다.

    따라서, 올바른 답은 "석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관"이다.
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60. 측정하고자 하는 상태량과 독립적 크기를 조정할 수 있는 기준량과 비교하여 측정, 계측하는 방법은?

  1. 보상법
  2. 편위법
  3. 치환법
  4. 영위법
(정답률: 54%)
  • 영위법은 측정하고자 하는 상태량과 독립적인 기준량을 사용하여 측정하는 방법입니다. 이 방법은 측정하고자 하는 상태량과 기준량이 서로 다른 단위를 가지더라도 상호 변환이 가능하도록 하는 방법입니다. 예를 들어, 온도를 측정할 때 섭씨와 화씨가 서로 다른 단위를 가지지만, 영위법을 사용하면 두 단위 간의 변환을 가능하게 합니다. 이 방법은 측정 결과의 정확성과 일관성을 보장하며, 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 반면, 보상법은 손해배상 등에서 사용되는 방법으로, 피해를 입은 측에게 적절한 보상을 제공하기 위해 사용됩니다. 편위법은 회계분야에서 사용되며, 재무제표 작성 시 기준일과 작성일 간의 차이를 보정하는 방법입니다. 치환법은 화학분야에서 사용되며, 물질의 양을 측정할 때 사용됩니다. 따라서, 측정하고자 하는 상태량과 독립적인 크기를 조정할 수 있는 기준량과 비교하여 측정, 계측하는 방법은 영위법입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 보온재 중 최고안전사용온도가 가장 높은 것은?

  1. 석면
  2. 펄라이트
  3. 폼글라스
  4. 탄화마그네슘
(정답률: 77%)
  • 정답은 "펄라이트"입니다. 펄라이트는 알루미늄과 실리콘으로 이루어진 경량 불소재로, 고온에도 안정적이며 내화성과 내화학성이 뛰어나기 때문입니다. 이러한 특성으로 인해 펄라이트는 고온에서 사용되는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 철강 제조 공정에서는 고로 내부의 녹슬은 것을 방지하기 위해 펄라이트로 만든 내화물질을 사용하며, 유리 제조 공정에서는 유리 용융로의 내부를 펄라이트로 코팅하여 내화성을 높입니다. 또한, 화학 공정에서는 산성 물질과 반응하는 것을 방지하기 위해 펄라이트로 만든 내화물질을 사용합니다. 이러한 이유로 펄라이트는 안전하게 사용할 수 있는 최고 온도가 가장 높은 보온재 중 하나입니다.
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62. 에너지이용 합리화법에 따라 냉난방온도의 제한 대상 건물에 해당하는 것은?

  1. 연간 에너지사용량이 5백 티오이 이상인 건물
  2. 연간 에너지사용량이 1천 티오이 이상인 건물
  3. 연간 에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물
  4. 연간 에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물
(정답률: 83%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 냉난방온도의 제한 대상 건물은 연간 에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물입니다. 이는 에너지 사용량이 많은 건물일수록 에너지 소비를 줄이기 위한 노력이 더 필요하기 때문입니다. 따라서 이러한 건물은 냉난방 시스템을 최적화하고 에너지 효율성을 높이는 등의 조치를 취해야 합니다. 이를 통해 에너지 소비를 줄이고 환경 보호에 기여할 수 있습니다.
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63. 중화내화물 중 내마모성이 크며 스폴링을 일으키기 쉬운 것으로 염기성 평로에서 산성 벽돌과 염기성벽돌을 섞어서 축로할 때 서로의 침식을 방지하는 목적으로 사용하는 것은?

  1. 탄소질 벽돌
  2. 크롬질 벽돌
  3. 탄화규소질 벽돌
  4. 폴스테라이트 벽돌
(정답률: 59%)
  • 중화내화물은 고온에서 사용되는 내화물로, 내마모성이 크고 스폴링을 일으키기 쉬운 특징이 있습니다. 이러한 특성 때문에 축로 내벽에 사용될 때 내벽의 침식을 방지하기 위해 염기성 평로에서 산성 벽돌과 염기성 벽돌을 섞어서 사용합니다. 이때 크롬질 벽돌은 내화성이 뛰어나며 내마모성이 크기 때문에 축로 내벽에 사용하기에 적합합니다. 또한 크롬질 벽돌은 고온에서 안정적인 성질을 가지고 있어 축로 내벽에서 발생하는 열에도 견딜 수 있습니다. 따라서 크롬질 벽돌은 축로 내벽의 내화성과 내마모성을 보장하면서도 축로 내벽의 침식을 방지하는 목적으로 사용됩니다.
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64. 에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화에 관한 기본계획을 몇 년 마다 수립하여야 하는가?

  1. 3년
  2. 5년
  3. 7년
  4. 10년
(정답률: 78%)
  • 에너지이용 합리화는 에너지를 보다 효율적으로 사용하여 에너지 소비를 줄이고, 이로 인해 발생하는 환경오염과 에너지비용을 절감하는 것을 의미합니다. 이를 위해 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화에 관한 기본계획을 수립하여야 합니다. 이 기본계획은 에너지이용 합리화를 위한 정책과 전략을 수립하고, 이를 추진하기 위한 계획과 제도를 마련하는 역할을 합니다.

    이러한 기본계획은 일정한 주기로 수립되어야 합니다. 이유는 에너지이용 합리화는 지속적인 노력과 시간이 필요하기 때문입니다. 또한, 에너지이용 합리화에 대한 기술과 제도가 지속적으로 발전하고 있기 때문에, 이를 반영하여 새로운 기본계획을 수립해야 합니다.

    따라서, 에너지이용 합리화에 관한 기본계획은 일반적으로 5년 주기로 수립됩니다. 이는 충분한 시간을 가지고 에너지이용 합리화를 추진할 수 있도록 하며, 동시에 새로운 기술과 제도를 반영할 수 있는 적절한 주기입니다. 이를 통해 지속적인 에너지이용 합리화를 추진하여, 보다 지속가능한 에너지사회를 구현할 수 있습니다.
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65. 용광로를 고로라고도 하는데, 이는 무엇을 제조하는데 사용되는가?

  1. 주철
  2. 주강
  3. 선철
  4. 포금
(정답률: 75%)
  • 용광로는 철을 제조하는데 사용되는 고온의 화로로, 철광석과 석회암, 석유코크스 등을 이용하여 철을 추출하는 과정에서 사용됩니다. 이 중에서도 선철은 철광석과 석회암을 이용하여 철을 추출하는 과정에서 생산되는 철의 종류 중 하나입니다. 선철은 주철과는 달리 탄소 함량이 낮아서 더욱 단단하고 강도가 높은 특징을 가지고 있습니다. 따라서 선철은 고강도의 철재로서 자동차 부품, 항공기 부품, 철도 부품 등에 널리 사용되고 있습니다. 이에 반해, 주철은 탄소 함량이 높아서 부식에 취약하고 더욱 부드러운 특징을 가지고 있어서 주로 주방용품, 문짝, 관상용품 등에 사용됩니다. 따라서 용광로를 고로라고도 부르는 이유는 철을 제조하는데 사용되는 화로 중에서 가장 대표적인 것이 용광로이기 때문입니다.
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66. 노재의 화학적 성질을 잘못 짝지은 것은?

  1. 샤모트질 벽돌 : 산성
  2. 규석질 벽돌 : 산성
  3. 돌로마이트질 벽돌 : 염기성
  4. 크롬질 벽돌 : 염기성
(정답률: 66%)
  • 크롬질 벽돌은 화학적으로 염기성을 띄고 있지 않습니다. 크롬질 벽돌은 주로 고온에서 내화성이 뛰어나며, 내식성과 내구성이 높은 재료로 사용됩니다. 이러한 특성은 크롬질 벽돌이 크롬과 마그네시아를 주성분으로 함유하고 있기 때문입니다. 따라서 크롬질 벽돌은 염기성이 아닌 중성에 가까운 성질을 띄고 있습니다.
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67. 다음 중 에너지이용 합리화법에 따라 에너지관리산업기사의 자격을 가진 자가 조종할 수 없는 보일러는?

  1. 용량이 10t/h인 보일러
  2. 용량이 20t/h인 보일러
  3. 용량이 581.5kW인 온수 발생 보일러
  4. 용량이 40t/h인 보일러
(정답률: 78%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 낭비를 최소화하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라 조종할 수 없는 보일러는 자동화된 시스템으로 운영되어야 한다. 용량이 10t/h인 보일러와 20t/h인 보일러는 작은 규모의 보일러로 자동화된 시스템으로 운영이 가능하다. 또한, 용량이 581.5kW인 온수 발생 보일러는 열 출력이 작아 자동화된 시스템으로 운영이 가능하다. 하지만, 용량이 40t/h인 보일러는 대규모 보일러로 조종이 어렵기 때문에 자동화된 시스템으로 운영되어야 한다. 따라서, 에너지이용 합리화법에 따라 에너지관리산업기사의 자격을 가진 자가 조종할 수 없는 보일러는 "용량이 40t/h인 보일러"이다.
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68. 운요(Ring kiln)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 석회소성용으로 사용된다.
  2. 열효율이 나쁘다.
  3. 소성이 균일하다.
  4. 종이 칸막이가 있다.
(정답률: 72%)
  • 운요는 석회석을 소성하여 생산하는 공정에서 사용되는 소성로의 일종입니다. 이 소성로는 원료인 석회석을 운요로 적재한 후, 운요 내부에서 연소가 일어나면서 석회석이 소성되는 원리로 작동합니다. 이때, 운요 내부는 고온과 고압으로 인해 매우 극심한 환경이 형성되기 때문에, 운요 내부의 공기를 외부와 차단하기 위해 종이 칸막이가 사용됩니다.

    종이 칸막이는 운요 내부와 외부를 분리하여 운요 내부의 공기를 외부와 차단하는 역할을 합니다. 이는 운요 내부의 공기가 외부 공기와 섞이지 않도록 하여, 석회석의 소성 과정이 균일하게 이루어지도록 하기 위함입니다. 또한, 종이 칸막이는 운요 내부의 열을 외부로 방출하지 않도록 하여 열효율을 높이는 역할도 합니다.

    따라서, 운요는 석회소성용으로 사용되며, 소성이 균일하고 열효율을 높이기 위해 종이 칸막이가 사용됩니다.
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69. 글로브밸브(globe valve)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있다.
  2. 유체의 흐름방향이 밸브 몸통 내부에서 변한다.
  3. 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다,
  4. 조작력이 적어 고압의 대구경 밸브에 적합하다.
(정답률: 75%)
  • 글로브밸브는 유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있으며, 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다. 하지만 글로브밸브는 유체의 흐름방향이 밸브 몸통 내부에서 변하므로 압력손실이 크고, 조작력이 적어 고압의 대구경 밸브에는 적합하지 않다. 따라서 고압의 대구경 밸브에는 볼밸브나 게이트밸브 등이 적합하다.
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70. 배관용 강관의 기호로서 틀린 것은?

  1. SPP : 일반배관용 탄소강관
  2. SPPS : 압력배관용 탄소강관
  3. SPHT : 고온배관용 탄소강관
  4. STS : 저온배관용 탄소강관
(정답률: 69%)
  • 정답은 "STS : 저온배관용 탄소강관"입니다. STS는 Stainless Steel의 약자로 스테인리스 강관을 나타내는 기호입니다. 따라서 STS는 스테인리스 강관이 아닌 탄소강관으로 오해할 수 있습니다. 나머지 보기인 SPP, SPPS, SPHT는 모두 탄소강관의 종류를 나타내는 기호입니다. SPP는 일반배관용, SPPS는 압력배관용, SPHT는 고온배관용 탄소강관을 나타냅니다.
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71. 다음 중 연속식 요가 아닌 것은?

  1. 등요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 고리가마
(정답률: 56%)
  • 정답은 "등요"입니다.

    연속식 요가란, 자세를 연속적으로 이어가며 수행하는 요가를 말합니다. 이에 비해 "등요"는 특정 자세를 유지하는 정적인 요가입니다.

    "윤요"는 몸의 윤곽을 따라 자세를 이어가는 연속식 요가입니다. "터널요"는 몸을 구부리고 펴는 동작을 반복하는 연속식 요가입니다. "고리가마"는 다리를 교차시키고 몸을 구부리는 동작을 반복하는 연속식 요가입니다.

    따라서, "등요"는 연속적인 동작이 아니기 때문에 연속식 요가가 아닙니다.
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72. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 수급안정을 위해 에너지 공급을 제한 조치하고자 할 경우, 산업통상자원부장관은 조치 예정일 며칠 전에 이를 에너지공급자 및 에너지 사용자에게 예고하여야 하는가?

  1. 3일
  2. 7일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 66%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지 수급안정을 위해 에너지 공급을 제한하는 경우, 이를 예고하고 공급자와 사용자에게 충분한 시간을 주어 준비할 수 있도록 규정하고 있다. 이는 에너지 공급의 중요성과 불규칙성을 고려하여, 예고 기간을 충분히 두어 에너지 사용자가 대처할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 산업통상자원부장관은 에너지 공급 제한 조치 예정일 7일 전에 이를 예고하여야 한다. 이는 충분한 시간을 주어 에너지 사용자가 대처할 수 있도록 하기 위한 규정이며, 이를 준수하지 않을 경우 벌칙이 부과될 수 있다.
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73. 온수탱크의 나면과 보온면으로부터 방산열량을 측정한 결과 각각 1000kcal/m2·h, 300kcal/m2·h 이었을 때, 이 보온재의 보온효율(%)은?

  1. 30
  2. 70
  3. 93
  4. 233
(정답률: 60%)
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74. 내화 모르타르의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 시공성 및 접착성이 좋아야 한다.
  2. 화학성분 및 광물조성이 내화벽돌과 유사해야 한다.
  3. 건조, 가열 등에 의한 수축 팽창이 커야 한다.
  4. 필요한 내화도를 가져야 한다.
(정답률: 82%)
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75. 다이어프램 밸브(diaphragm valve)의 특징이 아닌 것은?

  1. 유체의 흐름이 주는 영향이 비교적 적다.
  2. 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다.
  3. 주된 용도가 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다.
  4. 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다.
(정답률: 79%)
  • 다이어프램 밸브의 특징은 다음과 같습니다.

    1. 유체의 흐름이 주는 영향이 비교적 적다.
    2. 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다.
    3. 주된 용도가 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다.
    4. 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다.

    이 중에서 "주된 용도가 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다."는 다이어프램 밸브의 가장 큰 특징 중 하나입니다. 다이어프램 밸브는 유체의 흐름을 제어하고 방향을 바꾸는데 사용되며, 특히 유체의 역류를 방지하기 위해 사용됩니다. 이는 밸브 내부의 다이어프램이 유체의 역류를 막아주기 때문입니다. 따라서 다이어프램 밸브는 일반적으로 한 방향으로 유체가 흐르도록 설계되어 있습니다. 이러한 특징으로 인해 다이어프램 밸브는 유체의 흐름을 정밀하게 제어할 수 있으며, 기밀성도 높게 유지됩니다.
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76. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 적용범위에 해당하는 것은?

  1. 최고사용압력이 0.05MPa 이고, 동체의 안지름이 300mm 이며, 길이가 500mm인 강철제보일러
  2. 정격용량이 0.3MW인 철금속가열로
  3. 내용적 0.05m3, 최고사용압력이 0.3Mpa인 기체를 보유하는 2종 압력용기
  4. 가스사용량이 10kg/h인 소형온수보일러
(정답률: 54%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 검사대상기기의 적용범위는 다양한 요소를 고려하여 결정됩니다. 이 중에서도 가장 중요한 요소는 기기의 용량과 사용압력입니다.

    따라서, 주어진 보기 중에서 검사대상기기의 적용범위에 해당하는 것은 "내용적 0.05m3, 최고사용압력이 0.3Mpa인 기체를 보유하는 2종 압력용기"입니다. 이 기기는 에너지를 사용하는 과정에서 안전상의 위험이 있기 때문에 검사대상으로 지정되었습니다.

    다른 보기들은 검사대상기기의 적용범위에 해당하지 않습니다. 첫 번째 보기인 강철제 보일러는 최고사용압력이 0.05MPa이므로 검사대상기기의 적용범위에 해당하지 않습니다. 두 번째 보기인 철금속 가열로는 정격용량이 0.3MW이지만, 사용압력이 명시되어 있지 않으므로 검사대상기기의 적용범위를 판단할 수 없습니다. 마지막 보기인 소형 온수보일러는 내용적이 명시되어 있지 않으며, 최고사용압력이 0.3Mpa보다 낮기 때문에 검사대상기기의 적용범위에 해당하지 않습니다.
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77. 에너지이용 합리화법에 따라 검사를 받아야 하는 검사대상기기 중 소형온수보일러의 적용범위 기준은?

  1. 가스사용량이 10kg/h를 초과하는 보일러
  2. 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러
  3. 가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러
  4. 가스사용량이 25kg/h를 초과하는 보일러
(정답률: 79%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법률에 따라 검사를 받아야 하는 검사대상기기 중 소형온수보일러의 적용범위 기준은 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러입니다. 이는 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러가 에너지 소비가 많아서 에너지 효율성이 떨어지기 때문입니다. 따라서 이러한 보일러는 검사를 받아 에너지 소비를 줄이는 대책을 마련해야 합니다. 반면, 가스사용량이 10kg/h를 초과하는 보일러는 검사를 받아야 하는 대상이 아니며, 가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러와 25kg/h를 초과하는 보일러는 대형보일러로 분류되어 별도의 검사 대상입니다.
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78. 요로의 정의가 아닌 것은?

  1. 전열을 이용한 가열장치
  2. 원재료의 산화반응을 이용한 장치
  3. 연료의 환원반응을 이용한 장치
  4. 열원에 따라 연료의 발열반응을 이용한 장치
(정답률: 56%)
  • 요로는 연료를 이용하여 열을 발생시켜 다른 물질을 가열하는 장치를 의미합니다. 따라서 "원재료의 산화반응을 이용한 장치"는 요로의 정의와 일치하지 않습니다. 이유는 원재료의 산화반응은 연료의 화학적 반응 중 하나로, 연료를 산화시켜 열을 발생시키는 것입니다. 하지만 요로는 연료를 이용하여 열을 발생시키는 것이지, 연료의 화학적 반응을 이용하는 것은 아닙니다. 따라서 "원재료의 산화반응을 이용한 장치"는 요로의 정의와 일치하지 않습니다.
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79. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 그 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시·도지사에게 신고하여야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 분기별 에너지 사용량·제품생산량
  2. 해당연도의 분기별 에너지사용예정량·제품생산예정량
  3. 내년도의 분기별 에너지이용 합리화 계획
  4. 에너지사용기자개의 현황
(정답률: 55%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 에너지소비사업자는 그들의 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시·도지사에게 신고하여야 합니다. 이 신고는 해당 시설의 에너지 사용량, 제품 생산량, 에너지 사용 예정량, 제품 생산 예정량, 에너지 사용기자개의 현황 등을 포함합니다.

    따라서, 보기에서 내년도의 분기별 에너지이용 합리화 계획이 아닌 것은 신고해야 하는 사항이 아닙니다. 이는 에너지이용 합리화법에서 요구하는 신고 사항이 아니기 때문입니다.

    내년도의 분기별 에너지이용 합리화 계획은 에너지 소비를 줄이기 위한 계획으로, 에너지소비사업자는 이를 작성하여 제출해야 합니다. 이 계획은 전년도의 분기별 에너지 사용량, 제품 생산량, 해당연도의 분기별 에너지 사용 예정량, 제품 생산 예정량 등을 고려하여 작성됩니다. 이를 통해 에너지 소비를 줄이고, 보다 효율적으로 에너지를 사용할 수 있도록 계획을 수립하고 실행할 수 있습니다.
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80. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자에게 에너지손실요인의 개선명령을 할수 있는 자는?

  1. 산업통상자원부장관
  2. 시·도지사
  3. 한국에너지공단이사장
  4. 에너지관리진단기관협회장
(정답률: 63%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 손실을 최소화하기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 에너지다소비사업자는 에너지 손실요인을 분석하고 개선조치를 취해야 합니다. 이때 에너지 손실요인의 개선명령을 할 수 있는 자는 산업통상자원부장관입니다. 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화법을 시행하고 이를 위해 에너지 손실요인을 분석하고 개선조치를 취할 수 있는 권한을 가지고 있습니다. 따라서 에너지다소비사업자는 산업통상자원부장관의 개선명령에 따라 에너지 손실요인을 개선해야 합니다. 시·도지사, 한국에너지공단이사장, 에너지관리진단기관협회장도 에너지이용 합리화법을 시행하는데 중요한 역할을 하지만, 에너지 손실요인의 개선명령을 할 수 있는 권한은 산업통상자원부장관에게 있습니다.
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5과목: 열설비설계

81. 노통 보일러의 수면계 최저 수위 부착 기준으로 옳은 것은?

  1. 노통 최고부 위 50 mm
  2. 노통 최고부 위 100 mm
  3. 연관의 최고부 위 10 mm
  4. 연소실 천정관 최고부 위 연관길이의 1/3
(정답률: 80%)
  • 노통 보일러의 수면계 최저 수위 부착 기준은 노통 최고부 위 100 mm이다. 이는 보일러 내부에서의 안전성과 효율성을 고려한 것이다. 노통 최고부 위 50 mm으로 설정하면 수위가 낮아질 때 노통 내부에 공기가 혼입되어 연소가 원활하지 않을 수 있고, 노통 최고부 위 100 mm으로 설정하면 공기 혼입을 최소화하면서도 충분한 수위를 유지할 수 있다. 연관의 최고부 위 10 mm으로 설정하면 수위가 낮아질 때 연관 내부에 공기가 혼입되어 연소가 원활하지 않을 수 있으며, 연소실 천정관 최고부 위 연관길이의 1/3으로 설정하면 연소실 내부에서의 안전성과 효율성을 고려하지 않은 것이다. 따라서 노통 최고부 위 100 mm으로 설정하는 것이 적절하다.
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82. 증기 및 온수보일러를 포함한 주철제 보일러의 최고 사용 압력이 0.43MPa 이하일 경우의 수압시험 압력은?

  1. 0.2MPa로 한다.
  2. 최고사용압력의 2배의 압력으로 한다.
  3. 최고사용압력의 2.5배의 압력으로 한다.
  4. 최고사용압력의 1.3배에 0.3MPa를 더한 압력으로 한다.
(정답률: 59%)
  • 주철제 보일러는 고압력 보일러에 비해 강도가 낮기 때문에 안전성이 떨어집니다. 따라서 수압시험을 통해 안전성을 검증해야 합니다. 최고 사용 압력이 0.43MPa 이하인 경우, 보일러 내부에서 발생할 수 있는 최대 압력은 0.43MPa 이하입니다. 이에 따라 수압시험 압력은 최고 사용 압력의 2배로 설정됩니다. 이는 보일러 내부에서 발생할 수 있는 최대 압력을 고려하여 안전성을 검증하기 위함입니다. 따라서 최고 사용 압력이 0.43MPa 이하인 경우, 수압시험 압력은 0.86MPa로 설정됩니다.
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83. 수관식보일러에서 핀패널식 튜브가 한쪽 면에 방사열, 다른 면에는 접촉열을 받을 경우 열전달계수를 얼마로 하여 전열면적을 계산하는가?

  1. 0.4
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1.0
(정답률: 50%)
  • 수관식보일러에서 핀패널식 튜브는 한쪽 면에 방사열, 다른 면에는 접촉열을 받기 때문에 열전달계수를 계산할 때는 복잡한 계산이 필요합니다. 이 경우, 열전달계수는 0.7이 됩니다.

    이유는 다음과 같습니다. 핀패널식 튜브의 경우, 튜브의 한쪽 면은 방사열을 받고, 다른 면은 접촉열을 받습니다. 이러한 경우, 열전달계수는 방사열과 접촉열의 합으로 계산됩니다. 따라서, 열전달계수는 0.7이 됩니다.

    이 값은 실험적으로 측정된 값으로, 핀패널식 튜브의 열전달계수를 계산할 때 가장 일반적으로 사용되는 값입니다. 따라서, 이 문제에서는 열전달계수를 0.7로 계산해야 합니다.
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84. 순환식(자연 또는 강제) 보일러가 아닌 것은?

  1. 타쿠마 보일러
  2. 야로우 보일러
  3. 벤손 보일러
  4. 라몬트 보일러
(정답률: 53%)
  • 순환식 보일러는 물을 계속해서 순환시켜 열을 전달하는 방식으로 작동하는 보일러를 말합니다. 이에 반해 벤손 보일러는 연소 공기를 이용하여 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 방식으로 작동합니다. 따라서 벤손 보일러는 순환식 보일러가 아닙니다. 타쿠마 보일러, 야로우 보일러, 라몬트 보일러는 모두 물을 순환시켜 열을 전달하는 순환식 보일러입니다.
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85. 다음 그림의 용접이음에서 생기는 인장응력은 약 몇 kgf/cm2인가?

  1. 1250
  2. 1400
  3. 1550
  4. 1600
(정답률: 53%)
  • 용접이음에서 생기는 인장응력은 인장강도와 용접부의 굽힘반경, 용접부의 두께 등에 따라 달라집니다. 이 문제에서는 이러한 정보가 주어지지 않았기 때문에, 일반적으로 사용되는 인장강도와 굽힘반경, 두께 등을 기준으로 추정해야 합니다. 대부분의 일반적인 용접부에서 생기는 인장응력은 1000 ~ 2000 kgf/cm2 정도이며, 이 문제에서 주어진 보기에서는 1250, 1400, 1550, 1600 kgf/cm2 이라는 네 가지 선택지가 있습니다. 따라서, 이 중에서 가장 적절한 값은 1250 kgf/cm2 입니다.
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86. 보일러 부하의 급변으로 인하여 동 수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐리오버
  2. 포밍
  3. 프라이밍
  4. 피팅
(정답률: 73%)
  • 보일러 부하의 급변으로 인해 보일러 내부의 수증기와 물의 비율이 변화하면서 수면 위에 작은 물방울이 형성됩니다. 이 작은 물방울은 증기와 혼합되어 보일러에서 나와 공기 중으로 튀어오르는데, 이러한 현상을 프라이밍이라고 합니다.

    프라이밍은 보일러의 안전과 효율성에 영향을 미칩니다. 작은 물방울이 증기와 함께 나오면 보일러의 효율성이 떨어지고, 물방울이 파손되어 보일러 내부에 손상을 줄 수 있습니다. 또한, 물방울이 파손되어 나오면 연기와 함께 공기 중으로 배출되어 환경오염의 원인이 될 수 있습니다.

    프라이밍을 방지하기 위해서는 보일러 내부의 수증기와 물의 비율을 일정하게 유지해야 합니다. 이를 위해 보일러 내부의 수위를 정확하게 조절하고, 보일러 내부의 공기를 청소하여 물방울이 형성되는 것을 방지해야 합니다. 또한, 보일러의 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다.
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87. 노통 보일러에 두께 13mm 이하의 경판을 부착하였을 때 가셋 스테이의 하단과 노통 상단과의 완충폭(브레이징 스페이스)은 몇 mm 이상으로 하여야 하는가?

  1. 230 mm
  2. 260 mm
  3. 280 mm
  4. 300 mm
(정답률: 58%)
  • 노통 보일러에 경판을 부착할 때는 가셋 스테이를 사용하여 경판과 노통 보일러 사이에 일정한 간격을 유지해야 합니다. 이 간격을 브레이징 스페이스라고 하며, 이는 노통 보일러와 경판 사이에 발생할 수 있는 열팽창을 보완하고, 경판이 노통 보일러에 고정되도록 하는 역할을 합니다.

    노통 보일러에 부착할 경판의 두께가 13mm 이하일 경우, 브레이징 스페이스는 230mm 이상으로 유지해야 합니다. 이는 경판과 노통 보일러 사이에 충분한 간격을 유지하여 열팽창을 보완하고, 경판이 노통 보일러에 고정되도록 하기 위함입니다.

    만약 브레이징 스페이스가 230mm 미만으로 유지된다면, 경판과 노통 보일러 사이에 충분한 간격이 유지되지 않아 열팽창으로 인한 변형이 발생할 수 있습니다. 또한, 경판이 노통 보일러에 고정되지 않아 경판의 안정성이 떨어질 수 있습니다.

    따라서, 노통 보일러에 두께 13mm 이하의 경판을 부착할 때는 브레이징 스페이스를 230mm 이상으로 유지하여 안전하고 안정적인 부착을 할 수 있도록 해야 합니다.
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88. 수관식과 비교하여 노통연관식 보일러의 특징으로 옳은 것은?

  1. 설치 면적이 크다.
  2. 연소실을 자유로운 형상으로 만들 수 있다.
  3. 파열시 비교적 위험하다.
  4. 청소가 곤란하다.
(정답률: 49%)
  • 노통연관식 보일러는 연소실과 연결된 수관이 없는 형태의 보일러로, 연소실 내부에 직접 연결된 파이프를 통해 물을 가열시키는 방식을 채택하고 있다. 이러한 방식은 수관식 보일러에 비해 설치 면적이 크고, 연소실을 자유로운 형상으로 만들 수 있다는 장점이 있다.

    하지만 노통연관식 보일러는 파열시 비교적 위험하다는 단점이 있다. 이는 연소실 내부에 직접 연결된 파이프가 파열할 경우, 연소가 일어나는 공간과 직접적으로 연결되어 있기 때문이다. 따라서 파열 시 연소실 내부에 불꽃이 번지거나, 연소가 계속되어 폭발 등의 위험이 발생할 수 있다.

    또한, 노통연관식 보일러는 청소가 곤란하다는 단점도 있다. 연소실 내부에 직접 연결된 파이프가 많아 청소하기 어렵기 때문이다. 이러한 단점들을 고려하여 보일러를 선택할 때는 각각의 장단점을 고려하여 적절한 보일러를 선택하는 것이 중요하다.
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89. 전열면에 비등 기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등과정을 무엇이라고 하는가?

  1. 단상액체 자연대류
  2. 핵비등(nucleate boiling)
  3. 천이비등(transition boiling)
  4. 포밍(foaming)
(정답률: 74%)
  • 핵비등(nucleate boiling)은 전열면에 비등 기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등과정을 말합니다. 이는 전열면에 생긴 작은 기포들이 열을 흡수하면서 빠르게 성장하고, 이어서 다른 기포들도 생기면서 전체적으로 비등이 일어나는 과정입니다. 이러한 핵비등은 열전달 효율이 높아서 산업적으로 많이 이용되고 있습니다. 또한, 핵비등이 일어나는 과정에서 생기는 소리와 물방울이 튀는 모습은 매우 아름답고 재미있는 경험이 됩니다.
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90. 보일러의 열정산시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 배기가스에 의한 손실열
  2. 발생증기 보유열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 공기의 현열
(정답률: 79%)
  • 보일러의 열정산은 보일러가 발생시키는 열과 손실열을 계산하여 보일러의 효율을 평가하는 과정입니다. 이때 출열 항목은 보일러에서 발생한 열의 양을 의미합니다.

    배기가스에 의한 손실열은 보일러에서 연소가 일어날 때 발생하는 배기가스의 열을 의미합니다. 이는 보일러에서 발생한 열 중에서 가장 큰 손실열 중 하나입니다.

    발생증기 보유열은 보일러에서 발생한 증기의 열을 의미합니다. 이는 보일러에서 발생한 열 중에서 가장 큰 출열 항목 중 하나입니다.

    불완전연소에 의한 손실열은 보일러에서 연료가 완전히 연소되지 않고 남아있는 경우 발생하는 손실열을 의미합니다. 이는 보일러에서 발생한 열 중에서 손실열 중 하나입니다.

    반면, 공기의 현열은 보일러에서 발생한 열과는 직접적인 연관이 없습니다. 공기의 현열은 공기가 열을 흡수하거나 방출할 때 발생하는 열을 의미합니다. 이는 보일러의 열정산에서 출열 항목이 아닙니다.
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91. 과열기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치이다.
  2. 저압 보일러의 효율을 상승시키기 위하여 주로 사용된다.
  3. 증기의 열에너지가 기 열손실이 많아질 수 있다.
  4. 고온부식의 우려와 연소가스의 저항으로 압력손실이 크다.
(정답률: 44%)
  • "저압 보일러의 효율을 상승시키기 위하여 주로 사용된다."가 틀린 것이 아닙니다.

    과열기는 보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치입니다. 이는 보일러의 효율을 높이기 위한 방법 중 하나입니다. 저압 보일러에서는 과열기를 사용하여 증기의 온도를 높여서 보일러의 효율을 상승시킵니다. 따라서 "저압 보일러의 효율을 상승시키기 위하여 주로 사용된다."는 맞는 설명입니다.

    증기의 열에너지가 기 열손실이 많아질 수 있다는 것은 과열기를 사용할 때 발생할 수 있는 문제 중 하나입니다. 과열기를 사용하면 증기의 온도가 높아지기 때문에, 증기가 보일러 내부를 통과할 때 열에너지를 더 많이 잃게 됩니다. 이는 기 열손실이 많아질 수 있다는 것을 의미합니다.

    고온부식의 우려와 연소가스의 저항으로 압력손실이 크다는 것은 과열기를 사용할 때 발생할 수 있는 기술적인 문제 중 하나입니다. 과열기는 높은 온도와 압력을 유지해야 하기 때문에, 고온부식이 발생할 수 있습니다. 또한, 과열기를 통과하는 증기의 양이 많아지면 연소가스의 저항이 커져서 압력손실이 커질 수 있습니다.
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92. 온수보일러에 있어서 급탕량이 500kg/h 이고 공급 주관의 온수온도가 80℃, 환수 주관의 온수온도가 50℃ 이라 할 때, 이 보일러의 출력은? (단, 물의 평균 비열은 1kcal/kg·℃이다.)

  1. 10000kcal/h
  2. 12500kcal/h
  3. 15000kcal/h
  4. 17500kcal/h
(정답률: 53%)
  • 보일러의 출력은 급탕량과 급탕수온차, 그리고 물의 평균 비열을 이용하여 계산할 수 있다. 급탕수온차는 80℃ - 50℃ = 30℃ 이다. 따라서, 보일러의 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    보일러의 출력 = 급탕량 × 급탕수온차 × 물의 평균 비열

    = 500kg/h × 30℃ × 1kcal/kg·℃

    = 15000kcal/h

    따라서, 정답은 "15000kcal/h" 이다.
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93. 용접봉 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 용융금속의 정련작용을 하며 탈산제 역할을 한다.
  2. 용융금속의 급냉을 촉진시킨다.
  3. 용융금속에 필요한 원소를 보충해 준다.
  4. 피복제의 강도를 증가시킨다.
(정답률: 70%)
  • 용접봉 피복제는 용접 작업 시 용접봉과 기본 금속 간의 결합을 강화하고 용접부의 내식성, 내구성, 인장강도 등을 향상시키는 역할을 합니다. 이를 위해 피복제는 용융금속에 녹아들어가며, 용융금속의 정련작용을 하고 탈산제 역할을 합니다. 또한, 피복제는 용융금속의 급냉을 촉진시키는 역할을 하지 않습니다. 용접 작업 시 용접부가 급격하게 냉각되면 용접부의 내부 응력이 발생할 수 있으므로, 피복제는 오히려 용융금속의 냉각을 조절하여 내부 응력을 최소화하는 역할을 합니다. 따라서, "용융금속의 급냉을 촉진시킨다."는 보기는 용접봉 피복제의 역할이 아닙니다.
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94. 보일러 수의 분출 목적이 아닌 것은?

  1. 물의 순환을 촉진한다.
  2. 가성취화를 방지한다.
  3. 프라이밍 및 포밍을 촉진한다.
  4. 관수의 pH를 조절한다.
(정답률: 77%)
  • 보일러 수의 분출 목적은 물의 순환을 촉진하고 가성취화를 방지하며, 관수의 pH를 조절하는 것입니다. 하지만 프라이밍 및 포밍을 촉진하는 것은 분출 목적이 아닙니다. 프라이밍은 보일러 내부에서 물이 증기로 변환될 때 발생하는 거품 현상이며, 포밍은 보일러 내부에서 발생하는 거품이 너무 많아서 물의 순환을 방해하는 현상입니다. 이러한 현상은 보일러의 효율을 저하시키고, 보일러의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 따라서 보일러 수의 분출 목적은 프라이밍 및 포밍을 촉진하는 것이 아니라, 이러한 현상을 방지하고 물의 순환을 원활하게 유지하는 것입니다.
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95. 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 블리스터
  2. 압궤
  3. 팽출
  4. 라미네이션
(정답률: 84%)
  • 압궤는 원통 부분이 외부에서의 압력에 의해 눌려 찌그러지고 찢어지는 현상을 말합니다. 이는 보일러나 압력 용기 등에서 발생할 수 있으며, 안전상 매우 위험한 상황입니다. 이러한 현상은 보통 원통 부분의 두께가 충분하지 않거나, 외부에서의 압력이 너무 강하게 작용할 때 발생합니다. 이러한 상황에서는 보일러나 압력 용기 등의 구조물이 파손되어 인명사고나 재산 피해가 발생할 수 있으므로, 안전에 대한 철저한 관리와 점검이 필요합니다. 따라서, 압궤는 보일러나 압력 용기 등에서 발생할 수 있는 매우 위험한 현상이며, 이를 예방하기 위해서는 안전에 대한 철저한 관리와 점검이 필수적입니다.
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96. 스팀 트랩(steam trap)을 부착 시 얻는 효과가 아닌 것은?

  1. 베이퍼락 현상을 방지한다.
  2. 응축수로 인한 설비의 부식을 방지한다.
  3. 응축수를 배출함으로써 수격작용을 방지한다.
  4. 관내 유체의 흐름에 대한 마찰 저항을 감소시킨다.
(정답률: 54%)
  • 스팀 트랩은 스팀 시스템에서 발생하는 응축수를 제거하여 시스템의 안정성을 유지하는 장치입니다. 스팀 트랩을 부착함으로써 응축수로 인한 설비의 부식을 방지하고, 응축수를 배출하여 수격작용을 방지합니다. 또한, 스팀 트랩은 관내 유체의 흐름에 대한 마찰 저항을 감소시켜 시스템의 효율성을 높입니다. 하지만, "베이퍼락 현상을 방지한다."는 스팀 트랩의 효과가 아닙니다. 베이퍼락 현상은 스팀 시스템에서 고온, 고압의 스팀이 갑작스럽게 저압으로 변화할 때 발생하는 현상으로, 스팀 트랩은 이를 방지하는 역할을 하지 않습니다.
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97. 스케일(scale)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스케일로 인하여 연료소비가 많아진다.
  2. 스케일로 규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다.
  3. 스케일로 인하여 배기가스의 온도가 낮아진다.
  4. 스케일은 보일러에서 열전도의 방해물질이다.
(정답률: 77%)
  • 스케일(scale)은 보일러나 열교환기 등에서 물이나 기타 유체가 흐르면서 발생하는 침전물질로, 규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다. 스케일은 열전도를 방해하여 열효율을 저하시키고, 연료소비를 증가시킨다. 또한, 스케일이 쌓이면 배기가스의 온도가 낮아지게 되어 보일러의 효율을 떨어뜨린다. 따라서 스케일을 제거하고 방지하는 것이 보일러의 효율을 높이는데 중요하다.
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98. 보일러의 일상점검 계획에 해당하지 않는 것은?

  1. 급수배관 점검
  2. 압력계 상태점검
  3. 자동제어장치 점검
  4. 연료의 수요량 점검
(정답률: 71%)
  • 보일러의 일상점검 계획에는 보일러의 안전한 운영을 위해 필요한 여러 가지 항목들이 포함되어 있습니다. 이 중에서 "연료의 수요량 점검"은 일상점검 계획에 해당하지 않습니다. 이유는 보일러의 연료 공급은 보통 외부 공급업체에서 이루어지기 때문입니다. 따라서 보일러 운영자는 연료의 수요량을 직접 점검할 필요가 없으며, 대신 연료 공급업체와의 계약을 통해 연료 공급을 안정적으로 유지하고, 필요한 경우 연료 공급량을 조절할 수 있도록 대응해야 합니다. 따라서 "연료의 수요량 점검"은 일상점검 계획에 포함되지 않습니다.
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99. 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우 단위시간에 대한 교환열량 q(열유속, kcal/m2·h)의 식은? (단, Q는 열교환량(kcal/h), A는 전열면적(m2)이다.)

(정답률: 65%)
  • 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우, 단위시간에 대한 교환열량 q(열유속, kcal/m2·h)의 식은 다음과 같다.

    q = Q / (A × ΔT)

    여기서 Q는 열교환량(kcal/h), A는 전열면적(m2), ΔT는 열교환기의 입구와 출구 사이의 온도차이(℃)이다.

    따라서, 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우, 단위시간에 대한 교환열량 q는 열교환량 Q를 전열면적 A와 온도차이 ΔT로 나눈 값이다.

    정답인 ""은 이 식에서 유도된 결과이다.
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100. 10kg/cm2의 압력하에 2000kg/h로 증발하고 있는 보일러의 급수온도가 20℃ 일 때 환산증발량은? (단, 발생증기의 엔탈피는 600kcal/kg이다.)

  1. 2152kg/h
  2. 3124kg/h
  3. 4562kg/h
  4. 5260kg/h
(정답률: 34%)
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