에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2018-09-15)

에너지관리기사
(2018-09-15 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연돌에서의 배기가스 분석 결과 CO2 14.2%, O2 4.5%, CO 0% 일 때 탄산가스의 최대량[CO2]max(%)는?

  1. 10.5
  2. 15.5
  3. 18.0
  4. 20.5
(정답률: 63%)
  • 연돌에서의 배기가스 분석 결과 CO2 14.2%, O2 4.5%, CO 0% 일 때, 탄산가스의 최대량[CO2]max(%)는 18.0%이다. 이는 연소 반응식을 통해 유도할 수 있다. 연소 반응식은 탄소와 산소가 반응하여 이산화탄소와 물이 생성되는 반응이다. 이 반응식에서 이산화탄소의 생성량은 탄소의 양과 비례하며, 산소의 양과는 반비례한다. 따라서, CO2의 양은 CO와 O2의 양에 따라 결정된다. CO와 O2의 양이 적을수록 CO2의 양은 적어지고, CO와 O2의 양이 많을수록 CO2의 양은 많아진다. 따라서, CO2 14.2%, O2 4.5%, CO 0%일 때, CO와 O2의 양이 적어져서 CO2의 양이 적어지므로, 탄산가스의 최대량[CO2]max(%)는 18.0%이다.
  • CO2max/CO2=21/21-O2
    CO2max=(21/(21-4.5)) *14.2
    =18.072
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2. 순수한 CH4를 건조 공기로 연소시키고 난 기체 화합물을 응축기로 보내 수증기를 제거시킨 다음, 나머지 기체를 Orsat법으로 분석한 결과, 부피비로 CO2가 8.21%, CO가 0.41%, O2가 5.02%, N2가 86.36%이었다. CH4 1kg-mol 당 약 몇 kg-mol 의 건조공기가 필요한가?

  1. 7.3
  2. 8.5
  3. 10.3
  4. 12.1
(정답률: 35%)
  • 실제공기량 A=m*A_0=m*O_0/0.21
    공기비 m=N2/(N2-3.76(O2-0.5*CO)
    =86.36/(86.36-3.76*(5.02-0.5*0.41)
    =1.265
    CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
    1kmol : 2kmol
    이론산소량 O_0=2kmol/1kmol=2
    실제공기량 A=1.265*2/0.21=12.049
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3. 표준 상태에서 고위발열량과 저위발열량의 차이는?

  1. 80 cal/mol
  2. 539 cal/mol
  3. 9200 cal/mol
  4. 9702 cal/mol
(정답률: 54%)
  • 고위발열량과 저위발열량은 화학 반응에서 발생하는 열의 양을 나타내는 값입니다. 고위발열량은 반응물과 생성물이 모두 기체 상태일 때 발생하는 열의 양을 나타내며, 저위발열량은 생성물이 액체나 고체 상태일 때 발생하는 열의 양을 나타냅니다.

    이 두 값의 차이는 반응물과 생성물의 상태 변화로 인해 발생하는 열의 양의 차이입니다. 따라서 이 값은 반응물과 생성물의 상태 변화에 따라 다르게 나타납니다.

    이 중에서 정답은 "9702 cal/mol" 입니다. 이 값은 메탄과 산소가 반응하여 이산화탄소와 물이 생성되는 반응에서의 고위발열량과 저위발열량의 차이를 나타내는 값입니다. 이 반응에서 생성된 이산화탄소는 기체 상태이므로 고위발열량과 저위발열량의 차이가 크게 나타납니다. 따라서 이 값은 다른 보기보다 큰 값이 됩니다.
  • 539*18=9702
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4. 로터리 버너를 장시간 사용하였더니 노벽에 카본이 많이 붙어 있었다. 다음 중 주된 원인은?

  1. 공기비가 너무 컸다.
  2. 화염이 닿는 곳이 있었다.
  3. 연소실 온도가 너무 높았다.
  4. 중유의 예열 온도가 너무 높았다.
(정답률: 81%)
  • 로터리 버너는 연료와 공기를 혼합하여 연소시키는 장치이다. 이때 공기비가 너무 커지면 연료와 공기의 혼합이 부족해져 연소가 불완전하게 일어나게 된다. 이러한 경우에는 연소실 내부에서 카본이 생성되어 노벽에 카본이 많이 붙게 된다. 하지만 이번 문제에서는 주된 원인이 "화염이 닿는 곳이 있었다"고 되어 있다. 이는 로터리 버너의 구조상 연소실 내부에서 화염이 직접 닿는 부분이 있었기 때문이다. 이 부분에서는 연소가 불완전하게 일어나고, 고온에서 연료가 분해되어 카본이 생성되어 노벽에 카본이 많이 붙게 된 것이다. 따라서 이번 문제에서는 "화염이 닿는 곳이 있었다"가 주된 원인이 되었다.
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5. 내화재로 만든 화구에서 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 방식으로 대형가마에 적합한 가스연료 연소장치는?

  1. 방사형 버너
  2. 포트형 버너
  3. 선회형 버너
  4. 건타입형 버너
(정답률: 71%)
  • 대형가마에서 가스연료를 연소시키는 방식은 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 것이 일반적입니다. 이 방식은 연소효율이 높고 연소온도가 안정적이어서 대형가마에 적합합니다. 이 중에서도 포트형 버너는 연소실에 가스를 공급하는 입구가 여러 개 있어서 연소면적이 넓어지고, 공기와 가스의 혼합이 잘 이루어져서 연소효율이 높습니다. 또한, 가스의 공급량을 조절할 수 있어서 연소온도를 조절할 수 있습니다. 따라서, 대형가마에서 가스연료를 연소시키는데 적합한 가스연료 연소장치는 포트형 버너입니다.
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6. 다음 중 기상폭발에 해당되지 않는 것은?

  1. 가스폭발
  2. 분무폭발
  3. 분진폭발
  4. 수증기폭발
(정답률: 67%)
  • 수증기폭발은 기상폭발에 해당되지 않습니다. 기상폭발은 공기와 연료가 일정한 비율로 섞여 폭발하는 것을 말하는데, 이때 연료는 고체, 액체, 기체 상태일 수 있습니다. 그러나 수증기는 기체 상태이며, 연료가 아니기 때문에 기상폭발에 해당되지 않습니다. 수증기폭발은 물이 끓어오르거나 증발하여 생기는 수증기가 폭발하는 것을 말하며, 일반적으로 열수용기나 증기발생기 등에서 발생합니다. 수증기폭발은 기상폭발과는 달리 연료가 없기 때문에 폭발의 위험이 적고, 대부분의 경우 인명피해나 재산피해가 발생하지 않습니다.
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7. 부탄가스의 폭발 하한값은 1.8 Vol%이다. 크기가 10m×20m×3m 인 실내에서 부탄의 질량이 최소 약 몇 kg일 대 폭발할 수 있는가? (단, 실내 온도는 25℃이다.)

  1. 24.1
  2. 26.1
  3. 28.5
  4. 30.5
(정답률: 45%)
  • 부탄가스의 폭발 하한값은 1.8 Vol%이므로, 실내 부탄가스의 농도가 1.8 Vol% 이상이어야 폭발이 가능하다. 부탄가스의 분자량은 약 58 g/mol 이므로, 1 m³의 부탄가스는 약 2.5 kg 이다. 따라서, 크기가 10m×20m×3m 인 실내의 부탄가스 질량은 10×20×3×2.5=1500 kg 이다. 이는 폭발에 필요한 최소한의 부탄가스 질량인 1.8 Vol%에 해당하는 27 m³의 부탄가스 질량인 27×2.5=67.5 kg 보다 크므로, 폭발이 가능하다. 따라서, 정답은 26.1 이다.
  • 체적 V2부탄(C4H10)=10*20*30 *0.018=10.8m3
    1안)PV=GRT↔G=PV2/RT=101.3Kpa*10.8m3/(8.314/58(=12*4+10)*(273+25)=25.6kg
    2안) 환산부피 P1V1/T1=P2V2/T2=1*V1/273+0=1*10.8/273+25
    V1=9.894m3
    C4H10
    22.4Nm3: 9.894Nm3
    58Kg : X(Kg)=9.894*58/22.4=25.6Kg
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8. 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 통풍력을 조절한다.
  2. 과잉공기를 조절한다.
  3. 배기가스의 흐름을 차단한다.
  4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
(정답률: 74%)
  • 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유는 과잉공기를 조절하기 위해서입니다. 연소기에서 연소가 일어날 때, 연료와 공기가 혼합되어 연소가 일어나게 됩니다. 이때, 공기의 양이 너무 많으면 연료가 완전히 연소되지 않아 배기가스에 유해물질이 많이 발생하게 됩니다. 따라서, 공기의 양을 적절하게 조절하여 연료가 완전히 연소되도록 해야 합니다. 이를 위해 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하여 공기의 양을 조절할 수 있습니다. 댐퍼를 이용하여 공기의 양을 조절하면, 연료와 공기의 비율을 적절하게 유지할 수 있어 배기가스의 유해물질 발생을 줄일 수 있습니다. 따라서, 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유는 공기의 양을 조절하여 과잉공기를 조절하기 위해서입니다.
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9. 다음 중 습한 함진가스에 가장 적절하지 않은 집진장치는?

  1. 사이클론
  2. 멀티클론
  3. 스크러버
  4. 여과식 집진기
(정답률: 69%)
  • 습한 함진가스는 고체 입자와 함께 수증기, 오일, 산성 가스 등이 포함되어 있기 때문에 집진장치 선택이 매우 중요합니다. 이 중에서 가장 적절하지 않은 집진장치는 "여과식 집진기"입니다. 여과식 집진기는 고체 입자만을 분리하는데 효과적이지만, 수증기나 오일 등의 습기성 물질은 제거하지 못합니다. 따라서 습한 함진가스를 처리할 때는 사이클론, 멀티클론, 스크러버 등의 다른 집진장치를 사용해야 합니다. 사이클론은 원심력을 이용하여 입자를 분리하는데 효과적이며, 멀티클론은 여러 개의 사이클론을 연결하여 입자를 더욱 효과적으로 분리합니다. 스크러버는 습기성 물질을 제거하기 위해 물 또는 액체를 분사하여 입자를 제거하는데 사용됩니다. 따라서 습한 함진가스 처리에는 여과식 집진기보다는 다른 집진장치를 선택하는 것이 적절합니다.
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10. 경우의 1000L를 연소시킬 때 발생하는 탄소량은 약 몇 TC인가? (단, 경우의 석유환산계수는 0.92 TOE/kL, 탄소배출계수는 0.837 TC/TOE이다.)

  1. 77
  2. 7.7
  3. 0.77
  4. 0.077
(정답률: 70%)
  • 문제에서 주어진 정보를 활용하여 계산해보면, 1000L의 경우의 석유환산계수는 0.92 TOE/kL이므로 1000L을 석유환산하면 0.92 TOE가 된다. 또한, 탄소배출계수는 0.837 TC/TOE이므로 1 TOE를 연소시키면 0.837 TC의 탄소가 발생한다. 따라서, 0.92 TOE를 연소시키면 0.92 x 0.837 = 0.77004 TC의 탄소가 발생하게 된다. 이 값은 소수점 둘째자리에서 반올림하여 0.77이 된다. 따라서, 정답은 "0.77"이다.
  • 1* 0.92*0.837= 0.77004
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11. 공기비 1.3에서 메탄을 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 49 MJ/kg, 배기가스의 평균비열은 1.29 kJ/kgㆍK이고 고온에서의 열분해는 무시하고, 연소 전 온도는 25℃이다.)

  1. 1663
  2. 1932
  3. 1965
  4. 2230
(정답률: 43%)
  • CH4+2O2 → CO2+2H20
    Hl=G*Cp*Δtg=(m-0.232)Ao+생성된Co2+생성된H2O*Cp*(tg-to)
    49*10^3=(1.3-0.232)4/0.232+44/16+36/16*1.29*(tg-298)
    49*10^3=(1.3-0.232)4kg/0.232+2.75kg+2.25kg*1.29*(tg-298)
    연소온도(tg)=1897K

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12. 다음 기체연료에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다.
  2. 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다.
  3. 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다.
  4. 적은 공기로 완전 연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다.
(정답률: 73%)
  • "고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 기체연료는 고온연소에 의해 국부가열이 발생할 가능성이 높기 때문에 이에 대한 대책이 필요하다. 이러한 대책으로는 연소실 내부의 온도를 조절하거나 연소공기를 조절하여 국부가열을 최소화하는 것이 있다.

    하지만, "연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다.", "적은 공기로 완전 연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다.", "연소조절 및 점화, 소화가 용이하다."는 기체연료의 장점으로 꼽히는 것들이다.

    기체연료는 액체나 고체연료에 비해 연소시작이 쉽고, 연소조절이 용이하며, 연소효율이 높은 장점이 있다. 또한, 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋아서 연료의 소비량을 줄일 수 있다. 따라서, 기체연료는 산업용 보일러, 가정용 난방기, 자동차 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
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13. 체적이 0.3m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20% 더 들어 있고, 연소 전 용기의 압력은 300 kPa, 온도는 90℃이다. 연소 전 용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 g인가?

  1. 27.6
  2. 33.7
  3. 38.4
  4. 42.1
(정답률: 26%)
  • 메탄의 비=메탄/메탄+실제공기량=메탄/메탄
    +mAo=1/1+11.43=0.0805
    실제공기량(A)=mAo=1.2*(2/0.21)=11.43
    PV=GRT
    300*10^3*0.0805*0.3=G*(8.314/16)*(273+90)
    G=38.4g
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14. 가스버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 점차 빠르게 하였다. 이때 어떤 현상이 발생하겠는가?

  1. 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다.
  2. 불꽃이 엉클어지면서 길어진다.
  3. 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다.
  4. 별다른 변화를 찾기 힘들다.
(정답률: 80%)
  • 가스버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 빠르게 하면, 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이는 연소에 필요한 산소가 충분하지 않기 때문입니다. 따라서, 연소가 불완전하게 일어나면서 불꽃이 엉클어지게 되고, 이로 인해 불꽃이 짧아지게 됩니다. 불꽃이 엉클어지면서 짧아지는 것은, 연소가 불완전하게 일어나면서 연소가 일어나는 지점이 한곳으로 집중되기 때문입니다. 이러한 현상은 연료가스의 유출속도가 빠를수록 더욱 심해집니다. 따라서, 가스버너를 사용할 때에는 적절한 유출속도를 유지하여 연소가 완전하게 일어나도록 해야 합니다.
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15. 다음과 같이 조성된 발생로 내 가스를 15%의 과잉공기로 완전 연소시켰을 때 건연소가스량(Sm3/Sm3)은? (단, 발생로 가스의 조성은 CO 31.3%, CH4 2.4%, H2 6.3%, CO2 0.7%, N2 59.3%이다.)

  1. 1.99
  2. 2.54
  3. 2.87
  4. 3.01
(정답률: 28%)
  • H2 + 0.5O2 -> H2O
    CO + 0.5O2 -> CO2
    CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

    이론산소량 O_0=(0.5H+0.5CO+2CH4)-O2
    =(0.5*0.063+0.5*0.313+2*0.024)-0
    =0.236

    이론공기량 A_0=O_0/0.21=0.236/0.21=1.124

    실제공기량 A=m*A_0=1.15*1.124=1.2926

    실제건연소가스량
    Gd=연료중 CO2 + n2 + (m-0.21)A_0 + (생성된 CO2의 양)
    =0.007+0.593+(1.15-0.21)*1.124+(1*0.313+1*0.024)
    =1.9935
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16. 다음 액체 연료 중 비중이 가장 낮은 것은?

  1. 중유
  2. 등유
  3. 경유
  4. 가솔린
(정답률: 76%)
  • 비중은 물의 밀도를 기준으로 한 물질의 밀도 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 비중이 가장 낮은 액체 연료는 밀도가 가장 낮은 것입니다. 이 중에서 가솔린은 다른 석유 유도 연료인 중유, 등유, 경유보다 밀도가 낮기 때문에 비중이 가장 낮습니다. 가솔린은 경유보다도 더 가볍고, 이는 자동차의 연비를 높이는데 도움을 줍니다. 또한 가솔린은 경유보다 더 빠르게 연소되기 때문에 고성능 자동차나 경주용 자동차에서 많이 사용됩니다. 따라서 비중이 가장 낮은 액체 연료는 가솔린입니다.
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17. 프로판가스(C3H8) 1Nm3을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 23.8
  2. 11.9
  3. 9.52
  4. 5
(정답률: 60%)
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18. 다음 석탄류 중 연료비가 가장 높은 것은?

  1. 갈탄
  2. 무연탄
  3. 흑갈탄
  4. 반역청탄
(정답률: 70%)
  • 연료비란, 일정한 양의 연료를 사용하여 발생하는 비용을 의미합니다. 이 비용은 연료의 가격, 연소 효율, 발전 효율 등 여러 가지 요인에 의해 결정됩니다.

    갈탄은 수분 함량이 높아 연소 효율이 낮고, 발전 효율도 떨어지기 때문에 연료비가 높습니다. 흑갈탄은 갈탄보다는 연소 효율이 높지만, 여전히 높은 수분 함량으로 인해 연료비가 높습니다. 반역청탄은 수분 함량이 낮아 연소 효율이 높고, 발전 효율도 높기 때문에 연료비가 낮습니다.

    반면, 무연탄은 수분 함량이 매우 낮아 연소 효율이 매우 높고, 발전 효율도 높습니다. 또한, 무연탄은 고열량 연료로서 발전 효율이 높아서 연료비가 낮습니다. 따라서, 연료비가 가장 높은 것은 갈탄이며, 무연탄은 연료비가 가장 낮은 것입니다.
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19. 탄소 1kg의 연소에 소요되는 공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 5.0
  2. 7.0
  3. 9.0
  4. 11.0
(정답률: 58%)
  • C + O2 -> CO2
    1kmol : 1kmol
    12kg : 22.4Nm3
    1kg : 1.867Nm3

    이론공기량 O_0/0.21=1.867/0.21=8.89
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20. 석탄을 완전 연소시키기 위하여 필요한 조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공기를 예열한다.
  2. 통풍력을 좋게 한다.
  3. 연료를 착화온도 이하로 유지한다.
  4. 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다.
(정답률: 82%)
  • 석탄을 완전 연소시키기 위해서는 연료를 착화온도 이하로 유지하는 것이 필요하다는 설명이 틀린 것이다. 오히려 연료를 착화온도 이상으로 가열하여 연소를 촉진시키는 것이 필요하다. 석탄은 고온에서 연소가 일어나기 때문에, 연료를 착화온도 이하로 유지하면 연소가 일어나지 않을 수 있다. 따라서, 올바른 조건은 다음과 같다. 먼저, 공기를 예열하여 연소에 필요한 산소를 공급한다. 그리고 통풍력을 좋게하여 공기의 유동성을 높인다. 연료를 고온으로 가열하여 착화시키고, 공기를 적당하게 보내어 피연물과 잘 접촉시킨다. 이러한 조건들이 모두 충족되면 석탄은 완전 연소되어 최대한의 열을 발생시키게 된다.
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2과목: 열역학

21. 비열이 일정한 이상기체 1kg에 대하여 다음 중 옳은 식은? (단, P는 압력, V는 체적, T는 온도, CP는 정압비열, CV는 정적비열, U는 내부에너지이다.)

  1. △U = CP×△T
  2. △U = CP×△V
  3. △U = CV×△T
  4. △U = CV×△P
(정답률: 62%)
  • △U = CV×△T이 옳은 식이다. 이는 내부에너지 변화량이 정적비열과 온도 변화량의 곱으로 나타낼 수 있다는 것을 의미한다. 이는 이상기체의 경우, 분자 간 상호작용이 없기 때문에 온도 변화에 따른 내부에너지 변화가 정적비열과 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서, 이상기체의 경우 정적비열과 정압비열이 같기 때문에 △U = CP×△T도 성립하지만, 이는 이상기체에만 해당하는 것이며, 일반적인 경우에는 △U = CV×△T가 옳은 식이다. △U = CP×△V는 일반적인 경우에는 성립하지 않는 식이며, △U = CV×△P는 일반적인 경우에는 성립하지만, 이는 일반적으로 사용되지 않는 식이다.
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22. 증기터빈에서 증기 유량이 1.1kg/s이고, 터빈입구와 출구의 엔탈피는 각각 3100kJ/kg, 2300kJ/kg이다. 증기 속도는 입구에서 15m/s, 출구에서는 60m/s이고, 이 터빈의 축 출력이 800kW일 때 터빈과 주위 사이에서 발생하는 열전달량은?

  1. 주위로 78.1kW의 열을 방출한다.
  2. 주위로 95.8kW의 열을 방출한다.
  3. 주위로 124.9kW의 열을 방출한다.
  4. 주위로 168.4kW의 열을 방출한다.
(정답률: 41%)
  • 이 문제에서는 증기터빈의 축 출력과 증기의 엔탈피 차이를 이용하여 터빈과 주위 사이에서 발생하는 열전달량을 구해야 한다. 증기터빈의 축 출력은 800kW이므로, 이는 터빈에서 발생한 열의 일부가 축 출력으로 전환된 것이다. 따라서, 터빈에서 발생한 열의 양은 800kW보다 크다.

    증기의 엔탈피 차이를 이용하여 터빈에서 발생한 열의 양을 구할 수 있다. 증기의 엔탈피 차이는 3100kJ/kg - 2300kJ/kg = 800kJ/kg 이다. 따라서, 1.1kg/s의 증기가 터빈을 통과할 때 발생한 열의 양은 1.1kg/s x 800kJ/kg = 880kW 이다.

    하지만, 이 열의 일부는 축 출력으로 전환되었으므로, 터빈과 주위 사이에서 발생한 열전달량은 880kW - 800kW = 80kW 이다. 따라서, 주위로 80kW의 열을 방출한다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에서 제시된 네 가지 중에서 정답을 선택해야 한다. 따라서, 주위로 78.1kW의 열을 방출한다는 보기가 정답인 이유는, 계산 결과인 80kW를 반올림하여 78.1kW로 표기한 것이다. 따라서, "주위로 78.1kW의 열을 방출한다."가 정답이다.
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23. 피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m3인 습증기 4kg이 들어있다. 압력이 일정한 상태에서 가열하여 습증기의 건도가 0.9가 되었을 때 수증기에 의한 일은 몇 kJ인가? (단, 0.3MPa에서 비체적은 포화액이 0.001m3/kg, 건포화증기가 0.60m3/kg이다.)

  1. 205.5
  2. 237.2
  3. 305.5
  4. 408.1
(정답률: 27%)
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24. 제1종 영구기관이 실현 불가능한 것과 관계있는 열역학 법칙은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 65%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 생성되거나 소멸하지 않고 변환만 가능하다는 것을 말합니다. 따라서 제1종 영구기관은 실현 불가능한 것입니다. 제1종 영구기관은 열역학 제2법칙에 따라 열을 완전히 효율적으로 변환하여 일을 할 수 있는 기계를 말하는데, 이는 열역학 제2법칙에 따라 불가능합니다. 열역학 제2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있으며, 이러한 열의 흐름을 완전히 막는 것은 불가능하다는 것을 말합니다. 따라서 제1종 영구기관은 열역학 법칙에 따라 실현 불가능한 것입니다.
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25. 열펌프(heat pump)의 성능계수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉동 사이클의 성능계수와 같다.
  2. 가해준 일에 의해 발생한 저온체에서 흡수한 열량과의 비이다.
  3. 가해준 일에 의해 발생한 고온체에 방출한 열량과의 비이다.
  4. 열 펌프의 성능계수는 1보다 작다.
(정답률: 67%)
  • 열펌프의 성능계수는 가해준 일에 의해 발생한 고온체에 방출한 열량과의 비이다. 이는 열펌프가 외부에서 흡수한 열을 이용하여 내부를 더 높은 온도로 가동시키는데, 이때 내부로 전달된 열량과 외부에서 흡수한 열량의 비율을 나타내는 것이다. 따라서 성능계수가 높을수록 열펌프가 더 효율적으로 작동하고 있다는 것을 의미한다. 냉동 사이클의 성능계수와는 다르며, 열펌프의 성능계수는 1보다 작을 수도 있다.
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26. 다음 그림은 Otto cycle을 기반으로 작동하는 실제 내연기관에서 나타나는 압력(P)-부피(V)선도이다. 다음 중 이 사이클에서 일(work) 생산과정에 해당하는 것은?

  1. 2 → 3
  2. 3 → 4
  3. 4 → 5
  4. 5 → 6
(정답률: 64%)
  • 사이클에서 일(work) 생산과정은 엔진이 가스를 압축하고 가열하는 과정에서 일어납니다. 이 사이클에서는 1 → 2에서 가스가 등압적으로 가열되고, 2 → 3에서 가스가 등엔트로피적으로 압축됩니다. 그리고 3 → 4에서 가스가 등압적으로 가열되고, 4 → 5에서 가스가 등엔트로피적으로 팽창됩니다. 따라서 4 → 5에서 가스가 일을 생산하는 과정입니다. 마지막으로 5 → 6에서 가스가 등압적으로 냉각됩니다. 따라서 정답은 "4 → 5"입니다.
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27. 증기압축 냉동사이클에서 증발기 입ㆍ출구에서의 냉매의 엔탈피는 각각 29.2, 306.8kcal/kg이다. 1시간에 1냉동 톤당의 냉매순환량(kg/(hㆍRT))은 얼마인가? (단, 1냉동톤(RT)은 3320kcal/h이다.)

  1. 15.04
  2. 11.96
  3. 13.85
  4. 18.06
(정답률: 54%)
  • 증기압축 냉동사이클에서 냉매의 순환량은 증발기와 조류기 사이의 엔탈피 차이에 비례한다. 따라서, 냉매의 엔탈피 차이를 계산하여 냉매의 순환량을 구할 수 있다.

    증발기 입구에서의 엔탈피는 29.2kcal/kg이고, 출구에서의 엔탈피는 306.8kcal/kg이므로, 엔탈피 차이는 277.6kcal/kg이다. 1냉동톤(RT)은 3320kcal/h이므로, 1시간에 1냉동톤당 냉매의 순환량은 277.6/3320 = 0.0835kg/h이다.

    따라서, 1시간에 1냉동톤당 냉매순환량은 0.0835 x 1000/1.024 = 81.64kg/(hㆍRT)이다. 이를 반올림하여 소수점 둘째자리까지 표기하면 11.96이므로, 정답은 11.96이다.
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28. 다음 중 냉매가 구비해야할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 비체적이 클 것
  2. 비열비가 작을 것
  3. 임계점(critical point)이 높을 것
  4. 액화하기가 쉬울 것
(정답률: 63%)
  • "비체적이 클 것"이 옳지 않은 조건입니다. 냉매의 비체적이 클수록, 즉 분자의 크기가 크고 분자 간의 상호작용이 강할수록 냉매 분자가 압축되는데 필요한 에너지가 높아지기 때문에 압축기의 크기와 비용이 증가하게 됩니다. 따라서 냉매의 비체적이 작을수록 압축기의 크기와 비용을 줄일 수 있어 경제적입니다.

    반면, "비열비가 작을 것"은 옳은 조건입니다. 냉매의 비열비가 작을수록 냉매가 열을 흡수하는 데 필요한 에너지가 적어지기 때문에 냉매의 냉동능력이 향상됩니다.

    또한, "임계점(critical point)이 높을 것"과 "액화하기가 쉬울 것"은 모두 옳은 조건입니다. 냉매의 임계점이 높을수록 냉매가 고온과 고압에서 기체 상태를 유지할 수 있으므로, 냉매의 안정성이 향상됩니다. 또한, 액화하기가 쉬울수록 냉매의 압축과 액화 과정에서 발생하는 에너지 손실이 적어지므로, 냉매의 냉동능력이 향상됩니다.
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29. 400K로 유지되는 항온조 내의 기체에 80kJ의 열이 공급되었을 때, 기체의 엔트로피 변화량은 몇 kJ/K인가?

  1. 0.01
  2. 0.03
  3. 0.2
  4. 0.3
(정답률: 62%)
  • 열이 공급되어 항온조 내의 기체의 온도가 변하지 않으므로, 이는 등온과정이다. 등온과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서, ΔS는 엔트로피 변화량, Q는 열의 양, T는 온도이다. 따라서, 주어진 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = 80 kJ / 400 K = 0.2 kJ/K

    따라서, 정답은 "0.2"이다.
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30. 다음 그림은 어떤 사이클에 가장 가까운가? (단, T는 온도, S는 엔트로피이며, 사이클 순서는 A→B→C→D→E→F→A 순으로 작동한다.)

  1. 디젤 사이클
  2. 냉동 사이클
  3. 오토 사이클
  4. 랭킨 사이클
(정답률: 72%)
  • 위 그림은 랭킨 사이클에 가장 가까운 사이클입니다. 랭킨 사이클은 열기관 사이클 중 가장 효율적인 사이클로, 고온에서 열을 받아 일을 하고, 저온에서 열을 내어 열을 버리는 과정을 반복합니다. 이 사이클은 4개의 과정으로 이루어져 있으며, 열기관의 효율을 높이기 위해 열교환기를 사용합니다. 디젤 사이클은 고압에서 연소가 일어나는 사이클, 냉동 사이클은 냉매를 이용하여 열을 이동시키는 사이클, 오토 사이클은 4개의 과정으로 이루어진 사이클로, 랭킨 사이클과는 다른 특징을 가지고 있습니다. 따라서, 위 그림은 랭킨 사이클에 가장 가까운 사이클이라고 할 수 있습니다.
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31. 건포화증기(dry saturated vapor)의 건도는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1
(정답률: 69%)
  • 건포화증기는 포화증기와 달리 수증기와 함께 존재하는 상태를 말합니다. 이러한 상태에서 건도는 1입니다. 이는 건포화증기가 포화증기와 달리 물과 증기가 혼합되어 있기 때문입니다. 따라서 건도는 1로 나타납니다. 이러한 건포화증기는 열전달과 같은 공정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 이유는 건포화증기는 수증기와 함께 존재하기 때문에, 열전달 과정에서 수증기와 건포화증기가 함께 전달되어 열전달 효율을 높일 수 있기 때문입니다. 따라서 건포화증기의 건도는 1이라고 할 수 있습니다.
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32. 온도 127℃에서 포화수 엔탈피는 560kJ/kg, 포화증기의 엔탈피는 2720kJ/kg일 때 포화수 1kg이 포화증기로 변화하는 데 따르는 엔트로피의 증가는 몇 kJ/K인가?

  1. 1.4
  2. 5.4
  3. 9.8
  4. 21.4
(정답률: 53%)
  • 먼저, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = (ΔH / T)

    여기서 ΔH는 엔탈피 변화량, T는 온도입니다.

    포화수가 포화증기로 변화하는 과정에서는 엔탈피 변화량이 발생합니다. 이때, 1kg의 포화수가 1kg의 포화증기로 변화하므로, 엔탈피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔH = 2720 - 560 = 2160 kJ/kg

    또한, 온도는 127℃이므로, T는 다음과 같습니다.

    T = 127 + 273 = 400 K

    따라서, 엔트로피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔS = (2160 / 400) = 5.4 kJ/K

    따라서, 정답은 "5.4"입니다.
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33. 이상기체 상태식은 사용 조건이 극히 제한되어 있어서 이를 실제 조건에 적용하기 위한 여러 상태식이 개발되었다. 다음 중 실제 기체(real gas)에 대한 상태식에 속하지 않는 것은?

  1. 오일러(Euler) 상태식
  2. 비리얼(Virial) 상태식
  3. 반데르발스(van der Waals) 상태식
  4. 비티-브리지먼(Beattie-Bridgeman) 상태식
(정답률: 63%)
  • 오일러(Euler) 상태식은 이상기체(real gas)에 대한 상태식이 아니라 이상기체를 가정하지 않는 이상기체 상태식으로, 기체의 압력, 체적, 온도, 분자량 등의 변수를 이용하여 기체의 상태를 나타내는 식이다. 따라서 이상기체(real gas)의 실제 상태를 나타내는 것이 아니라 이론적인 기체 상태를 나타내는 것이기 때문에 실제 조건에서 사용하기에는 적합하지 않다. 반면, 비리얼(Virial) 상태식, 반데르발스(van der Waals) 상태식, 비티-브리지먼(Beattie-Bridgeman) 상태식은 이상기체(real gas)에 대한 상태식으로, 실제 조건에서도 적용 가능하다.
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34. 어떤 압축기에 23℃의 공기 1.2kg이 들어있다. 이 압축기를 등온과정으로 하여 100kPa에서 800kPa까지 압축하고자 할 때 필요한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/(kgㆍK)이다.)

  1. 212
  2. 367
  3. 509
  4. 673
(정답률: 36%)
  • 이 문제에서는 등온과정으로 압축을 하기 때문에, 공기의 온도는 변하지 않는다. 따라서, 압력과 부피는 반비례 관계에 있으므로 압력이 6.67배 증가하면 부피는 6.67배 감소한다. 따라서, 100kPa에서 800kPa까지 압축하면 부피는 1.2kg의 초기 부피의 1/6.67인 0.18m^3으로 감소한다. 이때 필요한 일은 P-V 다이어그램에서 압축 곡선 아래의 면적에 해당하는 일이다. 이 면적은 사다리꼴의 넓이로 계산할 수 있으며, 밑변은 초기 부피에서 최종 부피까지의 변화량인 0.18m^3이고, 높이는 압력의 변화량인 700kPa이다. 따라서, 필요한 일은 (0.18m^3) * (700kPa) / 2 = 63kJ이다. 하지만 이 문제에서는 공기의 기체상수가 주어졌으므로, 일의 크기를 계산할 때 이를 고려해야 한다. 일의 크기는 P-V 다이어그램에서의 면적에 해당하는 것이므로, 이를 기체상수로 나누어줘야 한다. 따라서, 필요한 일은 63kJ / 0.287kJ/(kg*K) = 219.3kg*K이다. 이때, 단위를 kJ에서 kJ/kg로 변환하면 219.3kJ/kg이 된다. 따라서, 정답은 212이다.
  • 등온압축일
    W=Q=P1V1IN(V2/V1)=mRT1IN(v2/v1)=mRT1IN(p1/p2)
    1.2*0.287(273+23)*IN(100/800)≒212kJ
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35. 어떤 기체의 정압비열(cp)이 다음 식으로 표현될 때 32℃와 800℃ 사이에서 이 기체의 평균정압비열( )은 약 몇 kJ/(kgㆍ℃)인가? (단, cp의 단위는 kJ/(kgㆍ℃)이고, T의 단위는 ℃이다.)

  1. 353
  2. 433
  3. 574
  4. 698
(정답률: 49%)
  • ΔH=∫800 CpdT=∫800 (353+0.24T-0.9*10^-4 T^2)dT=[353T+0.24/2 T^2-0.9*T^3/3*10^4]800/32
    =353*(800-32)+0.24/2(800^2-32^2)+0.9/3*10^4(800^3-32^3)=332422KJ
    ΔH=mCpΔt
    Cp=ΔH/mΔt=332422/1*800-32)=433kJ/(kgㆍ℃
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36. 그림과 같이 역 카르노사이클로 운전하는 냉동기의 성능계수(COP)는 약 얼마인가? (단, T1는 24℃, T2는 -6℃이다.)

  1. 7.124
  2. 8.905
  3. 10.048
  4. 12.845
(정답률: 60%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기양과 소비하는 열량의 비율을 나타내는 값으로, COP = 냉기양 / 소비열량 으로 계산된다. 역 카르노사이클은 열효율이 가장 높은 열기계 사이클로, 냉동기의 성능을 최대화할 수 있는 방법이다. 역 카르노사이클에서는 열원과 열흡수기 사이의 온도차이가 최소화되도록 운전하며, 이를 위해 열원의 온도는 T1에서 T2로, 열흡수기의 온도는 T4에서 T3로 변화시킨다. 이때, 냉동기의 COP는 T1과 T2 사이의 열효율과 일치하게 된다. 따라서, 열효율을 계산하여 COP를 구할 수 있다. 열효율은 1 - T2/T1으로 계산되며, 이를 대입하여 계산하면 COP = 1 / (1 - T2/T1) = 8.905 이다. 따라서, 정답은 8.905이다.
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37. 다음 4개의 물질에 대해 비열비가 거의 동일하다고 가정할 때, 동일한 온도 T에서 음속이 가장 큰 것은?

  1. Ar(평균분자량 : 40g/mol)
  2. 공기(평균분자량 : 29g/mol)
  3. CO(평균분자량 : 28g/mol)
  4. H2(평균분자량 : 2g/mol)
(정답률: 71%)
  • 음속은 분자의 질량과 온도에 영향을 받는다. 분자의 질량이 작을수록 음속이 빠르다. 따라서, 주어진 4개의 물질 중에서 분자의 질량이 가장 작은 H2가 음속이 가장 빠르다. H2의 평균 분자량은 2g/mol로, 다른 물질들보다 훨씬 작기 때문에 음속이 가장 빠르다. 이와 반대로, Ar와 공기는 분자량이 크기 때문에 음속이 느리다. CO는 H2보다는 분자량이 크지만, 평균 분자량이 28g/mol로 H2보다는 작기 때문에 음속이 빠르다. 따라서, 동일한 온도에서 음속이 가장 큰 것은 H2이다.
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38. 카르노사이클에서 온도 T의 고열원으로부터 열량 Q를 흡수하고, 온도 T0의 저열원으로 열량 Q0를 방출할 때, 방출열량 Q0에 대한 식으로 옳은 것은? (단, ηc는 카르노사이클의 열효율이다.)

(정답률: 51%)
  • 카르노사이클은 열효율이 가장 높은 열기관 사이클로, 열효율은 1- (저열원에서 방출되는 열량 / 고열원에서 공급된 열량)으로 계산된다. 따라서, 고열원에서 공급된 열량 Q를 1로 놓고, 저열원에서 방출되는 열량 Q0은 1-ηc로 계산된다. 따라서, ""이 정답이다.
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39. 0℃, 1기압(101.3kPa) 하에 공기 10m3가 있다. 이를 정압 조건으로 80℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 정압비열은 1.0kJ/(kgㆍK)이고, 정적비열은 0.71kJ/(kgㆍK)이며 공기의 분자량은 28.96kg/kmol이다.)

  1. 238
  2. 546
  3. 1033
  4. 2320
(정답률: 38%)
  • 공기의 정압비열은 1.0kJ/(kgㆍK)이므로, 1kg의 공기를 1K 온도가 증가할 때 필요한 열량은 1.0kJ이다. 따라서 10m3의 공기의 질량을 구해야 한다.

    PV = nRT에서 n = (PV)/(RT)이므로, 공기의 질량은

    m = (P V)/(R T M) = (101.3 × 103 × 10)/(8.31 × 273 × 28.96) = 12.02kg

    이다.

    이제 공기를 80℃까지 가열하는 데 필요한 열량을 구할 수 있다. 공기의 정적비열은 0.71kJ/(kgㆍK)이므로, 1kg의 공기를 1K 온도가 증가할 때 필요한 열량은 0.71kJ이다. 따라서 12.02kg의 공기를 80℃까지 가열하는 데 필요한 열량은

    Q = mCpΔT = 12.02 × 1.0 × (80 - 0) + 12.02 × 0.71 × (80 - 0) = 964.8 + 681.5 = 1646.3kJ

    약 1646.3kJ이다. 이 값을 kJ 단위에서 반올림하면 1646kJ가 되고, 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서 가장 가깝다. 따라서 정답은 "1033"이다.
  • PV=mRT
    m=PV/RT=101.3*10/(8.314/28.96)*(273+0)=12.93Kg
    Q=Cp*m*dt=1*12.93*(80-0)K=1034kJ
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40. 보일러의 게이지 압력이 800kPa일 때 수은기압계가 측정한 대기 압력이 856mmHg를 지시했다면 보일러 내의 절대압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 810
  2. 914
  3. 1320
  4. 1656
(정답률: 56%)
  • 보일러 내의 절대압력은 게이지 압력과 대기압력의 합으로 구할 수 있다. 대기압력을 수은기압계로 측정한 값인 856mmHg를 기압 단위인 kPa로 변환하면 856mmHg × 101.325kPa/760mmHg ≈ 113.3kPa가 된다. 따라서 보일러 내의 절대압력은 800kPa + 113.3kPa ≈ 914kPa가 된다. 따라서 정답은 "914"이다.
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3과목: 계측방법

41. 다음 제어방식 중 잔류편차(off set)를 제거하여 응답시간이 가장 빠르며 진동이 제거되는 제어방식은?

  1. P
  2. I
  3. PI
  4. PID
(정답률: 67%)
  • PID 제어는 Proportional, Integral, Derivative의 약자로, 제어 대상의 현재 상태와 목표 상태의 차이를 계산하여 제어 신호를 생성하는 방식입니다. 이 방식은 P, I, PI 제어 방식보다 더욱 정확하고 빠른 응답속도를 보이며, 제어 대상의 변화에 빠르게 대응할 수 있습니다. 또한, PID 제어는 잔류편차(off set)를 제거하여 안정적인 제어를 가능하게 합니다. 따라서, PID 제어는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
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42. 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 가장 적합한 유량계는?

  1. 면적식 유량계
  2. 차압식 유량계
  3. 열선식 유량계
  4. 용적식 유량계
(정답률: 47%)
  • 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 가장 적합한 유량계는 열선식 유량계입니다. 이는 열선을 이용하여 유체의 유속을 측정하는 방식으로, 유체가 열선을 통과할 때 열선의 전기저항이 변화하게 되어 이를 측정하여 유속을 계산합니다. 이 방식은 유체의 유속에 따라 열선의 전기저항이 변화하므로, 고정된 열선을 사용하는 다른 방식에 비해 보다 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 열선식 유량계는 유체의 흐름 방향에 구압이 거의 없으므로, 측정 대상인 보일러 공기예열기의 고온, 고압 환경에서도 안정적인 측정이 가능합니다. 따라서, 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 가장 적합한 유량계는 열선식 유량계입니다.
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43. 다음 유량계 종류 중에서 적산식 유량계는?

  1. 용적식 유량계
  2. 차압식 유량계
  3. 면적식 유량계
  4. 동압식 유량계
(정답률: 63%)
  • 용적식 유량계는 유체가 흐르는 파이프 내부의 용적을 측정하여 유량을 계산하는 유량계입니다. 이 유량계는 유체가 흐르는 파이프 내부의 용적을 측정하기 때문에, 유체의 속도나 압력 등과는 무관하게 정확한 유량 측정이 가능합니다. 또한, 유체의 특성에 따라 적용 가능한 범위가 넓어 다양한 분야에서 사용됩니다. 따라서, 적산식 유량계와는 달리 유체의 속도나 압력 등을 측정하지 않고, 용적을 측정하여 유량을 계산하는 것이 특징입니다.
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44. 다음 연소가스 중 미연소가스계로 측정 가능한 것은?

  1. CO
  2. CO2
  3. NH3
  4. CH4
(정답률: 61%)
  • 미연소가스계는 연소가스 중에서 산소와 반응하지 않은 미연소가스를 측정하는 기기입니다. 따라서 CO, CO2, NH3, CH4 중에서 산소와 반응하지 않는 미연소가스는 CO입니다. CO는 산소와 반응하지 않으며, 연소시에는 CO2로 변화합니다. 따라서 CO는 연소가스 중에서도 미연소가스계로 측정 가능한 가스입니다. CO는 불완전 연소로 발생하는 가스로, 화재나 가스난 등으로 인한 유해가스 중 하나입니다. 따라서 CO의 측정은 환경 및 안전에 매우 중요한 역할을 합니다.
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45. 가스 크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기를 의미하는 것은?

  1. ECD
  2. FID
  3. HCD
  4. FTD
(정답률: 77%)
  • 가스 크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기는 FID (Flame Ionization Detector)를 의미합니다. FID는 샘플이 태우는 화염에서 생성되는 이온을 검출하여 분석하는 방식으로 작동합니다. 샘플이 화염에 들어가면 탄화수소 분자가 분해되어 이온이 생성되고, 이온은 전기장을 통과하여 전류가 발생합니다. 이 전류는 검출기에서 측정되어 신호로 변환되고, 이를 통해 샘플의 양을 측정할 수 있습니다. FID는 높은 감도와 선택성을 가지며, 탄화수소를 비롯한 다양한 화학물질을 검출할 수 있습니다. 또한, FID는 비교적 안정적이고 신뢰성이 높은 검출기로 널리 사용되고 있습니다.
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46. 시즈(sheath) 열전대의 특징이 아닌 것은?

  1. 응답속도가 빠르다.
  2. 국부적인 온도측정에 적합하다.
  3. 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다.
  4. 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.
(정답률: 68%)
  • 시즈(sheath) 열전대는 고온 측정에 사용되는 열전대로, 응답속도가 빠르고 국부적인 온도측정에 적합하며, 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다는 특징이 있다. 그러나 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다는 것은, 시즈 열전대가 매우 민감한 장비이기 때문이다. 진동이 심한 곳에서는 시즈 열전대가 제대로 작동하지 않을 수 있으며, 이는 측정 결과에 오차를 일으킬 수 있다. 따라서 시즈 열전대를 사용할 때는 측정 환경을 고려하여 적절한 위치에 설치해야 하며, 진동이 심한 곳에서는 다른 측정 방법을 사용해야 한다.
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47. 전기 저항식 온도계 중 백금(Pt) 측온 저항체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.
  2. 측정온도는 최고 약 500℃ 정도이다.
  3. 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다.
  4. 온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다.
(정답률: 69%)
  • "0℃에서 500Ω을 표준으로 한다."라는 설명은 틀린 설명입니다. 백금 측온 저항체는 0℃에서 100Ω을 표준으로 하며, 이를 PT100이라고 부릅니다. 이유는 백금의 저항값이 온도에 따라 선형적으로 변화하기 때문에, 0℃에서 100Ω일 때의 저항값을 기준으로 다른 온도에서의 저항값을 계산할 수 있기 때문입니다.

    측정온도는 최고 약 500℃ 정도이며, 이는 백금의 녹는점인 1769℃보다 훨씬 낮은 온도입니다. 따라서 높은 온도에서는 다른 온도계를 사용해야 합니다.

    저항온도계수는 작지만 안정성이 좋습니다. 이는 백금의 물성이 안정적이기 때문입니다. 또한, 백금은 화학적으로 안정하며 부식되지 않기 때문에 오랜 기간 동안 사용할 수 있습니다.

    온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다는 것은 일반적으로 측정 시간이 다른 온도계에 비해 더 오래 걸린다는 것을 의미합니다. 이는 백금 측온 저항체의 물리적 특성 때문입니다. 따라서 빠른 측정이 필요한 경우에는 다른 온도계를 사용해야 합니다.
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48. 스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법으로 정밀도는 낮으나 조작이 간단한 것은?

  1. 영위법
  2. 치환법
  3. 편위법
  4. 보상법
(정답률: 57%)
  • 편위법은 스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 정밀도는 낮지만 조작이 간단하며, 측정 대상이 크거나 무거운 경우에 유용합니다.

    편위법은 측정 대상을 무게를 지지하는 두 개의 지지점 사이에 끼워 넣은 편위봉을 이용하여 측정합니다. 이때, 편위봉의 무게는 무시할 수 있습니다. 측정 대상의 무게가 편위봉을 중심으로 양쪽으로 힘이 분산되어 작용하게 되는데, 이때 편위봉의 변위를 측정하여 측정 대상의 무게를 구합니다.

    편위법은 측정 대상의 무게가 크거나 무거운 경우에도 측정이 가능하며, 조작이 간단하고 비용이 저렴합니다. 하지만 정밀도가 낮기 때문에 정확한 측정이 필요한 경우에는 다른 방법을 사용해야 합니다.
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49. -200~500℃의 측정범위를 가지며 측온저항체 소선으로 주로 사용되는 저항소자는?

  1. 구리선
  2. 백금선
  3. Ni선
  4. 서미스터
(정답률: 59%)
  • 백금선은 고온에서 안정적인 전기저항을 가지는 재료로, -200~500℃의 측정범위를 가지는 측온저항체 소선으로 주로 사용됩니다. 이는 백금의 높은 내식성과 안정성 때문입니다. 백금은 고온에서도 산화되지 않고, 화학적으로 안정하며, 높은 인장강도와 내식성을 가지고 있습니다. 따라서 백금선은 고온에서 안정적인 전기저항을 유지할 수 있으며, 정확한 온도 측정이 가능합니다. 반면 구리선은 고온에서 산화되어 전기저항이 변화하고, Ni선은 고온에서 변형되어 전기저항이 변화합니다. 서미스터는 온도에 따라 전기저항이 변화하는 성질을 가지고 있지만, 백금선보다는 측정범위가 좁습니다. 따라서 백금선은 고온에서 안정적인 측정이 필요한 경우에 가장 적합한 저항소자입니다.
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50. 저항식 습도계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 저온도의 측정이 가능하다.
  2. 응답이 늦고 정도가 좋지 않다.
  3. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.
  4. 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다.
(정답률: 69%)
  • 저항식 습도계는 교류전압에 의해 저항치를 측정하여 상대습도를 표시하는데, 이는 상대적으로 간단하고 저렴한 방법이지만, 응답이 늦고 정도가 좋지 않은 특징이 있다. 이는 습도 변화에 대한 반응이 느리기 때문에, 실제 습도 변화와 차이가 발생할 수 있으며, 정확한 측정이 어렵다는 것을 의미한다. 따라서, 정확한 습도 측정이 필요한 경우에는 다른 유형의 습도계를 사용하는 것이 좋다. 하지만, 저온도의 측정이 가능하고, 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용될 수 있다는 장점이 있어, 특정한 용도에 따라서는 유용하게 사용될 수 있다.
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51. 다음 액주계에서 r, r1이 비중량을 표시할 때 압력(PX)을 구하는 식은?

  1. PX = r1h+rℓ
  2. PX = r1h-rℓ
  3. PX = r1ℓ-rh
  4. PX = r1ℓ+rh
(정답률: 61%)
  • 액주계에서 r은 전체 액주의 비중량, r1은 측정하고자 하는 액주의 비중량, h은 액주의 높이, ℓ은 액주의 높이에서 액주계의 눈금까지의 거리를 나타낸다. 이때, PX는 액주의 압력을 나타내는데, 이는 액주의 무게와 같다. 따라서, PX는 액주의 비중량(r)과 액주의 높이(h)를 곱한 값에서, 액주계의 눈금까지의 거리(ℓ)와 측정하고자 하는 액주의 비중량(r1)을 곱한 값을 뺀 값이다. 따라서, PX = r1h-rℓ이다.
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52. 다음 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 저항 온도계
  2. 열전대 온도계
  3. 유리제 온도계
  4. 광전관 온도계
(정답률: 76%)
  • 광전관 온도계는 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계입니다. 이는 광전관 온도계가 열전자 형태의 온도계이기 때문입니다. 열전자는 두 개의 금속선이 만나는 지점에서 발생하는 열전기력을 이용하여 온도를 측정합니다. 이 때, 광전관 온도계는 금속선 대신에 텅스텐, 레늄, 모리브데넘 등의 금속을 사용하여 더 높은 온도를 측정할 수 있습니다. 또한, 광전관 온도계는 높은 온도에서도 정확한 측정이 가능하며, 빠른 반응속도를 가지고 있어서 빠르게 변하는 온도를 측정하는 데에도 유용합니다. 따라서, 광전관 온도계는 고온 환경에서 사용되는 산업용 온도계로 널리 사용되고 있습니다.
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53. 원인을 알 수 없는 오차로서 측정할 때마다 측정값이 일정하지 않고 분포현상을 일으키는 오차는?

  1. 과오에 의한 오차
  2. 계통적 오차
  3. 계량기 오차
  4. 우연 오차
(정답률: 78%)
  • 우연 오차는 측정할 때마다 발생하는 오차로서, 원인을 명확히 알 수 없는 오차입니다. 이러한 오차는 측정값이 일정하지 않고 분포현상을 일으키기 때문에, 동일한 조건에서 여러 번 측정을 해도 결과가 항상 같지 않습니다. 이러한 오차는 측정 과정에서 발생하는 불확실성으로 인해 발생하며, 측정기기의 정확도와는 별개로 발생합니다. 따라서 우연 오차는 측정 결과의 신뢰성을 높이기 위해 반드시 고려해야 하는 중요한 요소입니다.
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54. 피토관으로 측정한 동압이 10mmH2O일 때 유속이 15m/s이었다면 동압이 20mmH2O일 때의 유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 중력가속도는 9.8m/s2이다.)

  1. 18
  2. 21.2
  3. 30
  4. 40.2
(정답률: 47%)
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55. 차압식 유량계에서 교축 상류 및 하류에서의 압력이 P1, P2일 때 체적 유량이 Q1이라면, 압력이 각각 처음보다 2배만큼씩 증가했을 때의 Q2는 얼마인가?

  1. Q2 = 2Q1
(정답률: 68%)
  • 차압식 유량계에서 유체의 체적 유량은 압력차와 밀도, 유동면적에 비례한다. 따라서 압력이 처음보다 2배만큼 증가하면 압력차도 2배가 되므로 체적 유량은 2배가 된다. 따라서 Q2 = 2Q1이다. ""은 이에 대한 답변이다.
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56. 다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 고체팽창식
  2. 기체팽창식
  3. 액체팽창식
  4. 증기팽창식
(정답률: 76%)
  • 압력식 온도계는 온도 변화에 따라 압력이 변화하는 원리를 이용하여 온도를 측정하는 기기입니다. 이 중에서 고체팽창식은 압력이 아닌 고체의 팽창량을 이용하여 온도를 측정하는 방식입니다. 고체는 일정한 온도 범위에서 일정한 팽창률을 가지므로, 이를 이용하여 온도를 측정할 수 있습니다. 이와 달리 기체팽창식, 액체팽창식, 증기팽창식은 각각 기체, 액체, 증기의 부피 변화량을 이용하여 온도를 측정하는 방식입니다. 따라서 압력식 온도계 중에서 고체팽창식은 유일하게 압력이 아닌 고체의 팽창량을 이용하여 온도를 측정하는 방식이므로, 정답은 "고체팽창식"입니다.
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57. 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어동작은?

  1. 온ㆍ오프동작
  2. 다위치동작
  3. 적분동작
  4. 비례동작
(정답률: 82%)
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58. 정전 용량식 액면계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 측정범위가 넓다.
  2. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
  3. 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다.
  4. 습기가 있거나 전극에 피측정제를 부착하는 곳에는 부적당하다.
(정답률: 52%)
  • 정전 용량식 액면계는 측정범위가 넓고, 구조가 간단하며 보수가 용이하다는 특징이 있습니다. 또한, 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다는 특징이 있습니다. 이는 정전 용량식 액면계가 유전체의 유전율에 따라 전기용량이 변화하기 때문입니다. 따라서, 온도에 따라 유전율이 변화하는 유전체에서도 정확한 측정이 가능합니다. 그러나, 습기가 많은 환경이나 전극에 피측정제를 부착하는 곳에는 부적당하다는 단점이 있습니다. 이는 습기나 피측정제가 전기용량을 변화시키기 때문입니다.
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59. 출력 측의 신호를 입력 측에 되돌려 비교하는 제어방법은?

  1. 인터록(inter lock)
  2. 시퀀스(sequence)
  3. 피드백(feed back)
  4. 리셋(reset)
(정답률: 83%)
  • 피드백(feed back)은 출력 측에서 발생한 신호를 입력 측으로 되돌려 비교하는 제어방법입니다. 이 방법은 시스템의 동작을 모니터링하고, 필요한 조정을 수행하여 원하는 결과를 얻을 수 있도록 합니다. 예를 들어, 자동차의 운전 중 브레이크를 밟을 때, 브레이크 패드와 디스크 사이의 마찰로 인해 발생하는 열이 브레이크 시스템에 흡수되어 브레이크 패드의 마모가 발생합니다. 이때, 브레이크 패드의 마모 정도를 모니터링하여, 마모가 심해지면 브레이크 패드를 교체하는 등의 유지보수 작업을 수행할 수 있습니다. 이처럼 피드백은 시스템의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
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60. 헴펠식(Hempel type) 가스분석장치에 흡수되는 가스와 사용하는 흡수제의 연결이 잘못된 것은?

  1. CO - 차아황산소다
  2. O2 - 알칼리성 피로갈롤용액
  3. CO2 - 30% KOH 수용액
  4. CmHn - 진한 황산
(정답률: 69%)
  • 헴펠식 가스분석장치는 흡수제와 흡수되는 가스의 연결이 올바르게 이루어져야 정확한 분석결과를 얻을 수 있습니다. CO는 차아황산소다와 흡수되는 가스로 연결되어야 합니다. 이는 CO가 차아황산소다와 반응하여 카르복시메틸셀룰로오스와 수산화나트륨을 생성하기 때문입니다. 이 반응은 CO의 양에 비례하여 일어나므로, CO의 양을 정확히 측정하기 위해서는 차아황산소다와의 연결이 필수적입니다. 다른 흡수제와 연결된 경우에는 CO의 양을 정확히 측정할 수 없으므로, 분석결과가 오류가 발생할 수 있습니다. 따라서 CO는 차아황산소다와 연결되어야 합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용 합리화법에 따라 특정열사용기자재의 설치ㆍ시공이나 세관을 업으로 하는 자는 어디에 등록을 하여야 하는가?

  1. 행정안전부장관
  2. 한국열관리시공협회
  3. 한국에너지공단 이사장
  4. 시ㆍ도지사
(정답률: 69%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률로, 특정열사용기자재의 설치ㆍ시공이나 세관을 업으로 하는 자는 이에 따라 등록을 해야 합니다. 이 등록은 시ㆍ도지사에게 해야 합니다. 이유는 시ㆍ도지사가 해당 지역의 행정을 총괄하는 지방자치단체이기 때문입니다. 따라서 시ㆍ도지사가 해당 업체의 등록 여부를 확인하고, 에너지이용 합리화법에 따른 규정을 준수하는지 감시할 수 있습니다. 이를 통해 에너지 이용의 효율성을 높이고, 에너지 소비를 줄이는 데 기여할 수 있습니다.
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62. 에너지이용 합리화법에 따라 대기전력 경고표지 대상 제품인 것은?

  1. 디지털 카메라
  2. 텔레비전
  3. 셋톱박스
  4. 유무선전화기
(정답률: 56%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 대기전력 경고표지 대상 제품은 에너지 소비가 많은 제품으로 규정되어 있습니다. 이 중에서 유무선전화기가 대상 제품인 이유는 다음과 같습니다.

    유무선전화기는 항상 전원이 켜져 있어야 하기 때문에 대기전력 소비가 많습니다. 특히, 무선전화기는 항상 기지국과 연결되어 있어야 하기 때문에 대기전력 소비가 더욱 많습니다. 이러한 대기전력 소비는 에너지 낭비를 초래하고 전기요금을 증가시키는 원인이 됩니다.

    따라서, 에너지이용 합리화법에 따라 유무선전화기는 대기전력 경고표지 대상 제품으로 지정되었습니다. 이를 통해 유무선전화기 사용자들은 에너지 소비를 줄이기 위해 전원을 꺼놓거나 대기모드를 사용하는 등의 에너지 절약 방법을 적극적으로 활용해야 합니다.
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63. 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않는 것은?

  1. 열
  2. 연료
  3. 전기
  4. 원자력
(정답률: 80%)
  • 에너지법에서 정한 에너지는 열, 연료, 전기로 구성되어 있습니다. 이 중 원자력은 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않습니다. 이는 원자력이 열, 연료, 전기와는 다른 형태의 에너지이기 때문입니다. 원자력은 원자핵의 분열로 발생하는 에너지를 의미하며, 이는 전기를 생산하는 방식 중 하나입니다. 하지만 원자력은 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않기 때문에, 원자력 발전소의 운영과 관련된 법적 규제는 에너지법이 아닌 원자력발전기본법 등 다른 법률에 따라 이루어지게 됩니다.
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64. 그림의 배관에서 보온하기 전 표면 열전달율(a)이 12.3kcal/m2ㆍhㆍ℃ 이었다. 여기에 글라스울 보온통으로 시공하여 방산열량이 28kcal/mㆍh가 되었다면 보온효율은 얼마인가? (단, 외기온도는 20℃이다.)

  1. 44%
  2. 56%
  3. 85%
  4. 93%
(정답률: 41%)
  • 보온전(Q1)=α*Δt*A=α*(Ti-To)*(π*D*L)=12.3*(100-20)*π*0.061*100=18857kcal/h
    보온후(Q2)=β*L=28*100=2800kcal/h, 단, β: 단위길이당 방산열량
    보온효율(η)=(보온전-보온후)/보온전*100%=Q1-Q2/Q1=1-Q2/Q1=1-2800/18857=0.85=85%
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65. 도염식요는 조업방법에 의해 분류할 경우 어떤 형식에 속하는가?

  1. 불연속식
  2. 반연속식
  3. 연속식
  4. 불연속식과 연속식의 절충형식
(정답률: 65%)
  • 도염식요는 불연속식에 속한다. 불연속식은 조업방법 중에서 가장 전통적인 방식으로, 일정한 간격으로 나무를 심고 자라는 동안 유지보수를 하며 자연적인 성장을 유도하는 방식이다. 이에 비해 반연속식은 나무를 심은 후 일정 기간 동안 유지보수를 하지 않고, 그 후 일정 간격으로 나무를 베는 방식이며, 연속식은 나무를 심은 후 일정 간격으로 베면서도 심은 나무가 자라는 동안 유지보수를 하며 성장을 유도하는 방식이다.

    도염식요는 불연속식에 속하는 이유는, 나무를 심은 후 일정 기간 동안 유지보수를 하며 자연적인 성장을 유도하는 방식이기 때문이다. 이 방식은 나무가 자연적으로 성장하면서 생태계를 유지하고, 나무의 품질을 높이는 효과가 있다. 또한, 나무를 심은 후 일정 기간 동안 유지보수를 하면서 나무가 자라는 동안 다른 작물을 재배할 수 있어 경제적인 효과도 있다.

    따라서, 도염식요는 불연속식에 속하며, 이 방식은 자연적인 성장과 생태계 유지, 경제적인 효과 등 다양한 장점을 가지고 있다.
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66. 원관을 흐르는 층류에 있어서 유량의 변화는?

  1. 관의 반지름의 제곱에 반비례해서 변한다.
  2. 압력강하에 반비례하여 변한다.
  3. 점성계수에 비례하여 변한다.
  4. 관의 길이에 반비례해서 변한다.
(정답률: 49%)
  • 원관을 흐르는 층류에서 유량은 관의 길이에 반비례해서 변합니다. 이는 관의 길이가 길어질수록 유체 입자들이 이동하는 거리가 늘어나기 때문입니다. 따라서 유체 입자들은 더 많은 저항을 받게 되고, 유량이 감소하게 됩니다. 반면에, 관의 반지름이 작아질수록 유체 입자들이 이동하는 거리가 짧아지기 때문에 유량이 증가하게 됩니다. 압력강하나 점성계수는 유량에 영향을 미치지만, 이들은 유량에 직접적인 영향을 미치는 요인은 아닙니다. 따라서, 원관을 흐르는 층류에서 유량의 변화는 관의 길이에 반비례해서 변한다고 할 수 있습니다.
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67. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지공급자의 수요관리 투자계획에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한국지역난방공사는 수요관리투자계획 수립대상이 되는 에너지공급자이다.
  2. 연차별 수요관리투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하여야 한다.
  3. 제출된 수요관리투자 계획을 변경하는 경우에는 그 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출하여야 한다.
  4. 수요관리투자계획 시행 결과는 다음 연도 6월 말일까지 산업통상자원부장관에게 제출하여야 한다.
(정답률: 55%)
  • 정답은 "수요관리투자계획 시행 결과는 다음 연도 6월 말일까지 산업통상자원부장관에게 제출하여야 한다."입니다. 이유는 에너지이용 합리화법 제18조에 따르면, 연차별 수요관리투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하여야 하며, 제출된 수요관리투자 계획을 변경하는 경우에는 그 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출하여야 합니다. 하지만 시행 결과 제출 기한은 명시되어 있지 않습니다.
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68. 요로 내에서 생성된 연소가스의 흐름에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋다.
  2. 같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 천정쪽으로 흐른다.
  3. 가연성가스를 포함하는 연소가스는 흐르면서 연소가 진행된다.
  4. 연소가스는 일반적으로 가열실 내에 충만되어 흐르는 것이 좋다.
(정답률: 64%)
  • "같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 천정쪽으로 흐른다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 바닥쪽으로 흐릅니다. 이는 연소가스의 밀도가 공기보다 높기 때문입니다. 따라서, 가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋은 이유는 가열물의 온도가 높아져도 연소가스가 바닥쪽으로 흐르기 때문에, 저온 가스가 가열물을 더욱 효과적으로 냉각시켜 안정적인 연소를 유지할 수 있기 때문입니다. 또한, 가연성가스를 포함하는 연소가스는 흐르면서 연소가 진행되기 때문에, 연소가스가 일정한 속도로 흐르도록 가열실 내에 충만되어 흐르는 것이 좋습니다.
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69. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 사업주관자가 실시하려는 사업의 종류가 아닌 것은?

  1. 도시개발사업
  2. 항만건설사업
  3. 관광단지개발사업
  4. 박람회 조경사업
(정답률: 72%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이에 따라 사업주관자는 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 합니다. 이때, 사업주관자가 실시하려는 사업의 종류 중에서 에너지를 사용하는 부분이 많은 사업일수록 에너지사용계획의 제출이 필수적입니다.

    따라서, "박람회 조경사업"은 에너지를 많이 사용하지 않는 사업으로서 에너지사용계획의 제출이 필요하지 않습니다. 박람회 조경사업은 주로 잔디밭, 꽃밭, 나무 등을 조성하여 박람회장을 꾸미는 일종의 조경 디자인 작업입니다. 이러한 작업에서는 에너지를 많이 사용하지 않으며, 에너지사용계획의 제출이 필요하지 않습니다.
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70. 샤모트(chamotte) 벽돌의 원료로서 샤모트 이외에 가소성 생점토(生粘土)를 가하는 주된 이유는?

  1. 치수 안정을 위하여
  2. 열전도성을 좋게 하기 위하여
  3. 성형 및 소결성을 좋게 하기 위하여
  4. 건조 소성, 수축을 미연에 방지하기 위하여
(정답률: 70%)
  • 샤모트 벽돌은 고온에서 사용되는 내화성 물질로, 가소성 생점토를 원료로 함께 사용하는 이유는 성형 및 소결성을 좋게 하기 위해서입니다. 가소성 생점토는 샤모트보다 더 가소성이 높아 성형이 용이하며, 또한 샤모트와 함께 사용하면 샤모트의 결합력을 높여 소결성을 향상시킵니다. 이는 벽돌의 내구성과 치수 안정성을 높이는데 도움이 되며, 또한 열전도성도 향상시켜 벽돌의 내화성을 더욱 강화시킵니다. 따라서 가소성 생점토를 샤모트와 함께 사용함으로써 벽돌의 성형 및 소결성을 향상시키고, 내구성과 치수 안정성을 높일 수 있습니다.
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71. 일반적으로 압력 배관용에 사용되는 강관의 온도 범위는?

  1. 800℃ 이하
  2. 750℃ 이하
  3. 550℃ 이하
  4. 350℃ 이하
(정답률: 62%)
  • 압력 배관은 고압, 고온의 유체를 운반하는 파이프로서, 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 압력 배관용 강관은 고온에도 불구하고 변형이나 파손이 일어나지 않도록 내열성이 뛰어난 재질로 제작됩니다. 그러나 강관의 내열성이 높을수록 제작 비용이 높아지기 때문에, 압력 배관용 강관의 온도 범위는 운반하는 유체의 온도와 안전성, 경제성 등을 고려하여 결정됩니다. 일반적으로 압력 배관용 강관의 온도 범위는 350℃ 이하로 제한됩니다. 이는 350℃ 이상에서는 강관의 내열성이 떨어져 파손이나 변형이 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 고온의 유체를 운반해야 하는 경우에는 다른 재질의 파이프나 보강재 등을 사용하여 안전성을 확보해야 합니다.
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72. 에너지이용 합리화법에 따라 가스를 사용하는 소형온수보일러인 경우 검사대상기기의 적용 기준은?

  1. 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것
  2. 가스사용량이 시간당 20kg을 초과하는 것
  3. 가스사용량이 시간당 27kg을 초과하는 것
  4. 가스사용량이 시간당 30kg을 초과하는 것
(정답률: 77%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지의 효율적인 이용을 위해 제정된 법률로, 가스를 사용하는 소형온수보일러의 경우에도 이 법에 따라 검사대상기기의 적용 기준이 결정됩니다. 이 기준은 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것으로 정해져 있습니다.

    이유는 가스를 사용하는 소형온수보일러는 일반 가정에서 많이 사용되는 기기 중 하나이며, 이 기기의 가스사용량이 많아지면 에너지 낭비가 심해지기 때문입니다. 따라서 이 법은 가스사용량이 일정 수준 이상인 기기에 대해 검사를 의무화하고 있으며, 이를 통해 에너지의 효율적인 이용을 촉진하고 에너지 낭비를 방지하고자 합니다.

    가스사용량이 시간당 20kg, 27kg, 30kg을 초과하는 것도 검사대상기기의 적용 기준이 될 수 있지만, 이는 더욱 많은 가스를 사용하는 대형 기기에 해당하는 경우이므로, 소형온수보일러와 같은 소규모 기기에는 적용되지 않습니다. 따라서 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것이 검사대상기기의 적용 기준으로 결정된 것입니다.
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73. 에너지이용 합리화법에 따라 열사용기자재 관리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계속사용검사는 검사유효기간의 만료일이 속하는 연도의 말까지 연기할 수 있으며, 연기하려는 자는 검사대상기기 검사연기 신청서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
  2. 한국에너지공단이사장은 검사에 합격한 검사대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다.
  3. 검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다.
  4. 검사대상기기의 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우에는 폐기한 날부터 15일 이내에 검사대상기기 폐기신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
(정답률: 74%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 열사용기자재 관리에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    "검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다."라는 규정은 검사대상기기의 신규설치, 이전, 철거, 폐기 등의 경우에 해당합니다. 검사대상기기관리자는 이러한 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 한국에너지공단이사장에게 선임신고를 하여야 합니다. 이는 검사대상기기의 안전성과 에너지효율성을 확보하기 위한 조치입니다.
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74. 보온재 시공시 주의해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 사용개소의 온도에 적당한 보온재를 선택한다.
  2. 보온재의 열전도성 및 내열성을 충분히 검토한 후 선택한다.
  3. 사용처의 구조 및 크기 또는 위치 등에 적합한 것을 선택한다.
  4. 가격이 가장 저렴한 것을 선택한다.
(정답률: 83%)
  • 보온재 시공은 건축물의 에너지 효율성을 높이기 위해 중요한 작업입니다. 이때 가장 거리가 먼 것은 "가격이 가장 저렴한 것을 선택한다." 입니다. 보온재는 사용하는 장소의 온도, 열전도성, 내열성, 구조 및 크기 등을 고려하여 선택해야 합니다. 따라서 가격이 저렴한 보온재를 선택하면 온도 조절이 어려워지거나 내구성이 떨어져 보온 효과가 떨어질 수 있습니다. 따라서 보온재 시공시에는 가격보다는 보온재의 기능과 효과를 우선적으로 고려하여 적절한 보온재를 선택해야 합니다. 이를 통해 건축물의 에너지 효율성을 높일 수 있습니다.
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75. 에너지이용 합리화법에 따라 연간 에너지사용량이 30만 티오이인 자가 구역별로 나누어 에너지 진단을 하고자 할 때 에너지 진단주기는?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 62%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 낭비를 줄이기 위한 법률이다. 이 법률에 따라 자가 구역별로 에너지 진단을 실시하여 에너지 사용량을 파악하고, 에너지 절약 방안을 제시한다. 이때, 에너지 진단주기는 연간으로 결정된다.

    따라서, 연간 에너지사용량이 30만 티오이인 자가 구역별로 나누어 에너지 진단을 하고자 할 때, 에너지 진단주기는 3년이다. 이는 에너지 진단을 자주 실시하여 에너지 사용량을 파악하고, 에너지 절약 방안을 제시함으로써 지속적인 에너지 절약을 이루기 위함이다. 또한, 3년 주기로 진단을 실시하면서 에너지 사용량의 변화를 파악하고, 이를 바탕으로 보다 효율적인 에너지 관리 방안을 마련할 수 있다. 따라서, 에너지 이용 합리화를 위해서는 3년 주기로 에너지 진단을 실시하는 것이 적절하다고 할 수 있다.
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76. 에너지이용 합리화법에 따라 연간 검사대상기기의 검사유효 기간으로 틀린 것은?

  1. 보일러의 개조검사는 2년이다.
  2. 보일러의 계속사용검사는 1년이다.
  3. 압력용기의 계속사용검사는 2년이다.
  4. 보일러의 설치장소 변경검사는 1년이다.
(정답률: 54%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하기 위한 법률로, 이에 따라 연간 검사대상기기의 검사유효 기간이 정해져 있습니다. 이 중 보일러의 개조검사는 2년입니다. 이는 보일러가 개조되어 기존의 설계와 다른 부분이 생길 수 있기 때문입니다. 개조된 보일러는 이전과는 다른 성능을 가질 수 있으므로, 이를 검사하여 안전하게 사용할 수 있도록 하기 위해 2년마다 검사를 실시합니다. 따라서 보일러의 개조검사는 2년이 되어야 안전하게 사용할 수 있습니다.
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77. 다음 중 노체 상부로부터 노구(throat), 샤프트(shaft), 보시(bosh), 노상(hearth)으로 구성된 노(爐)는?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 전로
  4. 코크스로
(정답률: 67%)
  • 정답은 "고로"입니다. 노체 상부로부터 노구, 샤프트, 보시, 노상으로 구성된 노는 고로로, 고로는 철강 제조 과정에서 가장 중요한 장비 중 하나입니다. 고로는 높은 온도에서 철광석과 석탄을 반응시켜 철을 추출하는 과정에서 사용되는 장비로, 철강 제조 과정에서 가장 기본적인 장비 중 하나입니다. 고로는 철광석과 석탄을 넣고 고온에서 반응시켜 철을 추출하는데, 이때 노구는 고로의 입구에 위치하여 원료를 넣고, 샤프트는 고로 내부에서 원료를 섞는 역할을 합니다. 보시는 고로 내부에서 철광석과 석탄이 반응하여 철을 추출하는 과정에서 생성되는 슬래그를 제거하는 역할을 하며, 노상은 고로 내부에서 생성된 철을 수집하는 역할을 합니다. 따라서 고로는 철강 제조 과정에서 가장 중요한 장비 중 하나이며, 노체 상부로부터 노구, 샤프트, 보시, 노상으로 구성된 노가 고로입니다.
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78. 다음 보온재 중 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은?

  1. 우레탄폼
  2. 펄라이트
  3. 세라믹 파이버
  4. 규산칼슘 보온재
(정답률: 57%)
  • 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은 "우레탄폼"입니다. 우레탄폼은 폴리우레탄을 기반으로 하는 보온재로, 유기화학 반응을 통해 만들어집니다. 이러한 특성으로 인해 우레탄폼은 가볍고 부드러우며, 단열성과 내구성이 뛰어나며 방수성이 높습니다. 또한 우레탄폼은 가공이 용이하고, 다양한 형태로 제작할 수 있어 건축뿐만 아니라 자동차, 가전제품 등 다양한 산업에서 활용됩니다. 따라서 우레탄폼은 유기질 보온재에 속하며, 다른 보온재인 펄라이트, 세라믹 파이버, 규산칼슘 보온재와는 구성과 특성이 다릅니다.
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79. 열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 입도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?

  1. 머플로
  2. 소성로
  3. 풀림로
  4. 소결로
(정답률: 75%)
  • 열처리로 경화된 재료를 강의 입도를 미세화하여 조직을 연화하고 내부응력을 제거하기 위해서는 풀림로를 사용해야 합니다. 풀림로는 재료를 고온에서 가열한 후 서서히 냉각시켜 조직을 연화시키는 공정입니다. 이 공정은 소결로나 소성로와는 달리 냉각속도가 느리기 때문에 조직이 연화되고 내부응력이 제거됩니다. 또한, 풀림로는 머플로와는 달리 고온에서 가열할 때 산소가 부족한 환경에서 처리하기 때문에 재료의 표면이 산화되지 않고 깨끗하게 유지됩니다. 따라서, 풀림로는 강의 입도를 미세화하고 조직을 연화시키는데 가장 적합한 공정입니다.
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80. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 사용량이 대통령령으로 정하는 기준량 이상인 자는 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 매년 언제까지 시ㆍ도지사에게 신고하여야 하는가?

  1. 1월 31일까지
  2. 3월 31일까지
  3. 6월 30일까지
  4. 12월 31일까지
(정답률: 78%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지 사용량을 합리적으로 관리하고 절약하기 위한 법률입니다. 이 법에 따르면, 대통령령으로 정하는 기준량 이상의 에너지를 사용하는 자는 매년 산업통상자원부령에 따라 시ㆍ도지사에게 신고하여야 합니다. 이 때, 신고 기한은 "1월 31일까지"입니다.

    이유는 매년 1월 1일부터 12월 31일까지의 에너지 사용량을 산정하고, 이를 바탕으로 신고서를 작성해야 하기 때문입니다. 따라서, 1월 31일까지 신고를 마치면, 이전 해의 에너지 사용량을 정확하게 파악하고, 이를 바탕으로 에너지 절약 계획을 수립할 수 있습니다. 또한, 신고 기한을 늦추면, 에너지 절약 계획 수립 및 실행이 늦어지게 되어, 에너지 낭비가 지속될 가능성이 있습니다. 따라서, 정해진 기한 내에 신고를 마치는 것이 중요합니다.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러 사용 중 저수위 사고의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급수펌프가 고장이 났을 때
  2. 급수내관이 스케일로 막혔을 때
  3. 보일러의 부하가 너무 작을 때
  4. 수위 검출기가 이상이 있을 때
(정답률: 70%)
  • 보일러의 부하가 너무 작을 때 저수위 사고가 발생할 수 있습니다. 보일러는 일정한 부하를 유지해야 안정적으로 작동할 수 있습니다. 부하가 너무 작으면 보일러 내부의 열전달이 충분하지 않아 수위가 낮아지게 됩니다. 이는 보일러 내부의 온도가 상승하고, 보일러의 부피가 감소하게 되어 수위 검출기가 오작동하게 됩니다. 이러한 상황에서는 보일러 내부의 수위가 실제보다 높게 검출되어, 보일러가 과열되어 폭발할 수 있는 위험이 있습니다. 따라서 보일러의 부하를 적절히 유지하는 것이 중요합니다.
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82. 인젝터의 장ㆍ단점에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 급수를 예열하므로 열효율이 좋다.
  2. 급수온도가 55℃ 이상으로 높으면 급수가 잘 된다.
  3. 증기압이 낮으면 급수가 곤란하다.
  4. 별도의 소요동력이 필요 없다.
(정답률: 61%)
  • 정답: "급수온도가 55℃ 이상으로 높으면 급수가 잘 된다." 이유가 틀렸습니다.

    인젝터는 압력을 이용하여 물을 흡입하고, 증기와 물을 혼합하여 압력을 이용하여 배출하는 장치입니다. 이를 통해 열효율이 좋고, 별도의 소요동력이 필요하지 않아 경제적입니다.

    하지만 인젝터는 급수온도가 낮을수록 효율이 떨어지며, 급수온도가 55℃ 이상이어야 최적의 효율을 발휘합니다. 이는 인젝터가 급수를 예열하여 증기와 물을 혼합할 때, 물의 온도가 일정 수준 이상이어야 증기와 혼합이 원활하게 이루어지기 때문입니다. 따라서 급수온도가 55℃ 이상이 아니면 인젝터의 성능이 저하될 수 있습니다.

    또한 인젝터는 증기압이 높을수록 효율이 좋지만, 증기압이 너무 높으면 급수를 흡입하는 것이 어려울 수 있습니다. 따라서 적절한 증기압을 유지해야 합니다.
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83. 보일러 수 내의 산소를 제거할 목적으로 사용하는 약품이 아닌 것은?

  1. 탄닌
  2. 아황산 나트륨
  3. 가성소다
  4. 히드라진
(정답률: 56%)
  • 보일러 수 내의 산소를 제거하는 약품은 일반적으로 화학적 산화 작용을 억제하여 산소가 첨가되는 것을 방지하고, 이를 위해 화학적으로 활성인 성분을 함유하고 있습니다. 그러나 가성소다는 이러한 성질을 가지고 있지 않습니다. 가성소다는 일반적으로 식용소다로도 알려져 있으며, 주로 요리나 베이킹 등의 요리에 사용됩니다. 따라서 보일러 수 내의 산소를 제거하는 약품으로는 사용되지 않습니다. 탄닌, 아황산 나트륨, 히드라진은 모두 보일러 수 내의 산소를 제거하는 약품으로 사용됩니다.
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84. 연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. 과열기 → 절탄기 → 공기 예열기
  2. 절탄기 → 과열기 → 공기 예열기
  3. 공기 예열기 → 과열기 → 절탄기
  4. 과열기 → 공기 예열기 → 절탄기
(정답률: 66%)
  • 보일러 부속 설비의 순서는 "과열기 → 절탄기 → 공기 예열기" 이다. 이는 연소실에서 발생한 열을 최대한 활용하기 위한 순서이다. 먼저, 과열기에서는 연소가 일어난 후에도 열을 유지하여 고온 고압 상태를 유지한다. 이후, 절탄기에서는 연소 과정에서 발생한 잔여 가스를 제거하고, 연소 과정에서 발생한 잔열을 이용하여 공기를 예열한다. 마지막으로, 공기 예열기에서는 예열된 공기를 연소실로 보내어 연소 효율을 높이고, 배기 가스의 온도를 낮추어 대기 오염을 최소화한다. 따라서, 이러한 순서로 부속 설비를 배치함으로써 보일러의 효율성을 높일 수 있다.
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85. 최고사용압력이 1.5MPa를 초과한 강철제보일러의 수압시험압력은 그 최고사용압력의 몇 배로 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 56%)
  • 강철제보일러의 최고사용압력이 1.5MPa를 초과한다는 것은 해당 보일러가 1.5MPa 이상의 압력을 견딜 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서, 수압시험압력은 최고사용압력의 몇 배로 하는 것이 적절한지를 결정하기 위해서는 해당 보일러가 견딜 수 있는 최대 압력을 고려해야 합니다.

    일반적으로, 보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 1.5배 이상으로 설정됩니다. 이는 보일러가 실제 사용 중에 겪게 될 예상치 못한 압력 변화나 충격에 대비하기 위함입니다. 따라서, 이 문제에서 정답이 "1.5"인 이유는 해당 보일러의 최고사용압력이 1.5MPa를 초과하더라도, 수압시험압력은 최고사용압력의 1.5배인 2.25MPa 이상으로 설정되어야 하기 때문입니다. 따라서, "1.5"가 정답입니다.
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86. 판형 열교환기의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조상 압력손실이 적고 내압성은 크다.
  2. 다수의 파형이나 반구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합한다.
  3. 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도에도 적용할 수 있다.
  4. 판의 매수 조절이 가능하여 전열면적 증감이 용이하다.
(정답률: 48%)
  • "구조상 압력손실이 적고 내압성은 크다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 판형 열교환기는 다수의 파형이나 반구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합하는 구조를 가지고 있어 전열면적을 크게 유지하면서도 압력손실을 최소화할 수 있다. 또한, 판의 매수를 조절하여 전열면적을 쉽게 증감시킬 수 있어 다양한 용도에 적용할 수 있다. 또한, 전열면의 청소나 조립이 간단하고 고점도에도 적용할 수 있어 유지보수가 용이하다. 이러한 특징들은 판형 열교환기를 널리 사용하는 이유 중 하나이다.
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87. 노통 연관 보일러의 노통 바깥면과 이에 가장 가까운 연관의 면과는 얼마 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 5mm
  2. 10mm
  3. 20mm
  4. 50mm
(정답률: 63%)
  • 노통 연관 보일러의 노통 바깥면과 이에 가장 가까운 연관의 면과는 50mm 이상의 틈새를 두어야 합니다. 이는 안전상의 이유로 인해 필요한 조치입니다. 노통 연관 보일러는 뜨거운 물이나 증기를 이용하여 열을 발생시키는데, 이때 노통 바깥면은 매우 뜨거워집니다. 따라서 노통 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이에 충분한 간격을 두어야 하며, 이를 통해 연관이 노통 바깥면에 닿지 않도록 해야 합니다. 만약 간격이 충분하지 않다면, 연관이 노통 바깥면에 닿아 연소나 폭발 등의 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서 노통 연관 보일러를 설치할 때는 이러한 안전상의 이유로 노통 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이에 50mm 이상의 간격을 두어야 합니다.
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88. 그림과 같이 폭 150mm, 두께 10mm의 맞대기 용접이음에 작용하는 인장응력은?

  1. 2kg/cm2
  2. 15kg/cm2
  3. 100kg/cm2
  4. 200kg/cm2
(정답률: 55%)
  • 맞대기 용접이음은 두 개의 부품을 수직으로 겹쳐 용접하는 방식으로, 인장력이 작용할 때 용접이음에서는 굽힘응력, 전단응력, 인장응력이 발생한다. 이 중에서 인장응력은 용접이음의 가장자리 부분에서 발생하며, 인장력이 작용하는 면적인 단면적과 인장력의 크기인 인장하중을 이용하여 인장응력을 계산할 수 있다. 이 문제에서는 인장하중이 주어지지 않았으므로, 인장응력을 계산하기 위해서는 맞대기 용접이음의 단면적을 구해야 한다. 맞대기 용접이음의 단면적은 두께와 폭을 곱한 값이므로, 150mm × 10mm = 1500mm2 이다. 따라서, 인장응력은 300kg ÷ 1500mm2 = 0.2kg/mm2 = 200kg/cm2 이다. 따라서, 정답은 "200kg/cm2" 이다.
  • 3000/(0.015*0.001)=2,000,000kg/m2=200kg/cm2
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89. 서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 정상 상태에서의 온도 분포가 그림과 같을 때, 어느 물질의 열전도도가 가장 작은가? (단, 온도 T1=1000℃, T2=800℃, T3=550℃, T4=250℃ 이다.)

  1. A
  2. B
  3. C
  4. 모두 같다.
(정답률: 73%)
  • 복합체에서 열전도도가 가장 작은 물질은 열 전달이 가장 어려운 물질이다. 그림에서 T1에서 T2로 온도가 감소할 때, A, B, C 모두 온도가 감소하므로 열전달이 일어난다. 그러나 T2에서 T3으로 온도가 감소할 때, A와 B는 온도가 감소하지만 C는 온도가 증가하므로 C에서 A나 B로는 열전달이 일어나지 않는다. 따라서 C의 열전도도가 가장 작다.
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90. 다음 보일러 중에서 드럼이 없는 구조의 보일러는?

  1. 야로우 보일러
  2. 슐저 보일러
  3. 타쿠마 보일러
  4. 베록스 보일러
(정답률: 60%)
  • 드럼이 없는 구조의 보일러는 슐저 보일러입니다. 슐저 보일러는 수직으로 설치되며, 수직으로 설치된 튜브들이 물을 가열하여 증기를 생성합니다. 이러한 구조로 인해 드럼이 필요하지 않으며, 보일러의 크기가 작아지고 무게도 가벼워집니다. 또한, 슐저 보일러는 물이 증기로 변환될 때 생기는 열을 최대한 활용하여 효율적인 가열을 할 수 있습니다. 따라서 슐저 보일러는 공간이 제한된 곳에서도 설치가 가능하며, 경제적이고 효율적인 보일러입니다.
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91. 보일러의 발생증기가 보유한 열량이 3.2×106kcal/h일 때 이 보일러의 상당 증발량은?

  1. 2500kg/h
  2. 3512kg/h
  3. 5937kg/h
  4. 6847kg/h
(정답률: 50%)
  • 보일러의 발생증기가 보유한 열량은 3.2×10^6 kcal/h이다. 이는 보일러가 1시간 동안 발생시킨 열의 양을 의미한다. 이 열의 양은 상당 증발량과 관련이 있다. 상당 증발량은 단위 시간당 증발한 물의 양을 의미한다. 따라서 상당 증발량을 구하기 위해서는 보일러가 발생시킨 열의 양과 물의 증발열을 이용해야 한다.

    물의 증발열은 1kg의 물이 증발할 때 필요한 열의 양을 의미한다. 이 값은 540 kcal/kg이다. 따라서 보일러가 발생시킨 열의 양을 물의 증발열로 나누면 상당 증발량을 구할 수 있다.

    3.2×10^6 kcal/h ÷ 540 kcal/kg = 5937 kg/h

    따라서 이 보일러의 상당 증발량은 5937kg/h이다.
  • Ge=Ga(h2-h1)/539=3.2×10^6/539=5936.92≒5937kg/h
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92. 압력용기를 옥내에 설치하는 경우에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력용기와 천장과의 거리는 압력용기 본체 상부로부터 1m 이상이어야 한다.
  2. 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
  3. 인접한 압력용기와의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
  4. 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 1개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
(정답률: 61%)
  • 압력용기는 내부에 압력이 가해져 있기 때문에 안전한 설치가 필요하다. 압력용기와 천장과의 거리가 1m 이상이어야 하는 이유는 만약 압력용기가 파열하거나 폭발하는 경우, 천장이나 지붕이 손상될 수 있기 때문이다. 또한, 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 최소 1m 이상이어야 하는 이유는 압력용기가 파열하거나 폭발할 경우 벽이나 다른 구조물이 손상될 수 있기 때문이다. 인접한 압력용기와의 거리도 최소 1m 이상이어야 하는 이유는 압력용기 간의 상호작용이 발생할 수 있기 때문이다. 마지막으로, 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 출입구와 환기장치가 있어야 하는데, 이는 유독성 물질이 누출될 경우 대처하기 위함이다. 따라서, 압력용기를 옥내에 설치할 때는 이러한 안전 규정을 준수해야 한다.
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93. 열의 이동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다.
  2. 대류란 유동 물체가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 현상을 말한다.
  3. 복사란 전자파의 에너지 형태로 열이 고온 물체에서 저온 물체로 이동하는 현상을 말한다.
  4. 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.
(정답률: 68%)
  • 틀린 것은 없습니다.

    열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말합니다. 이는 자연 현상 중 하나로, 뜨거운 공기가 상승하면서 차가운 공기가 내려오는 대기 현상에서도 관찰할 수 있습니다. 이러한 열관류 현상은 지구의 기후와 날씨, 바람 등에 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다.
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94. 수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은?

  1. 증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여
  2. 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수하기 위하여
  3. 증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여
  4. 강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여
(정답률: 61%)
  • 수증기관은 뜨거운 증기를 운반하면서 급격한 온도 변화로 인해 열팽창이 발생할 수 있습니다. 이러한 열팽창은 만곡관을 설치함으로써 흡수됩니다. 만곡관은 구부러져 있어서 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수할 수 있습니다. 이를 통해 수증기관의 변형을 방지하고 안정적인 운전을 유지할 수 있습니다. 따라서, 수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은 "열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수하기 위하여"입니다.
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95. 노통보일러에서 브레이징 스페이스란 무엇을 말하는가?

  1. 노통과 가셋트 스테이와의 거리
  2. 관군과 가셋트 스테이 사이의 거리
  3. 동체와 노통 사이의 최소거리
  4. 가셋트 스테이간의 거리
(정답률: 74%)
  • 브레이징 스페이스는 노통보일러에서 중요한 개념 중 하나로, 노통과 가셋트 스테이 사이의 거리를 말합니다. 이 거리는 노통과 가셋트 스테이 사이의 간격을 의미하며, 이 간격이 적절하게 유지되어야 안전하고 효율적인 보일러 운전이 가능합니다. 따라서 브레이징 스페이스는 보일러의 안전과 성능에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 다른 선택지인 "관군과 가셋트 스테이 사이의 거리", "동체와 노통 사이의 최소거리", "가셋트 스테이간의 거리"는 모두 브레이징 스페이스와 관련이 없는 다른 거리나 간격을 나타내는 용어이므로, 정답은 "노통과 가셋트 스테이와의 거리"입니다.
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96. 보일러 성능시험 시 측정을 매 몇 분마다 실시하여야 하는가?

  1. 5분
  2. 10분
  3. 15분
  4. 20분
(정답률: 71%)
  • 보일러 성능시험 시 측정을 매 10분마다 실시하여야 합니다. 이는 보일러의 안정화 시간을 고려한 결과입니다. 보일러는 가열 시간이 필요하며, 이 시간 동안 보일러의 성능이 변화합니다. 따라서 측정을 시작한 직후에는 보일러의 성능이 안정화되지 않아 정확한 측정이 어렵습니다. 이에 따라, 측정을 시작한 후 일정 시간이 지난 후에 측정을 실시하는 것이 필요합니다. 이때, 안정화 시간을 고려하여 매 10분마다 측정을 실시하는 것이 적절합니다. 이는 보일러의 성능을 정확하게 파악할 수 있도록 하며, 보일러의 안전성과 효율성을 보장하는 데에도 중요한 역할을 합니다.
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97. 보일러 급수처리 방법에서 수중에 녹아있는 기체 중 탈기기 장치에서 분리, 제거하는 대표적 용존 가스는?

  1. O2, CO2
  2. SO2, CO
  3. NO3, CO
  4. NO2, CO2
(정답률: 76%)
  • 보일러 급수처리 방법에서 수중에 녹아있는 기체 중 탈기기 장치에서 분리, 제거하는 대표적 용존 가스는 "O2, CO2" 입니다. 이는 보일러 급수처리 시 발생하는 산성화 반응을 중화시키기 위해 사용되는 화학물질인 황산나트륨과 반응하여 중화되기 때문입니다. 이 중화 반응에서는 산성화 반응의 결과물인 이산화황(SO2)과 일산화탄소(CO)가 생성되지만, 이 두 가스는 환경오염물질로 인식되어 사용이 제한되고 있습니다. 따라서 대체 용도로서 산소(O2)와 이산화탄소(CO2)가 사용되고 있습니다. 이 두 가스는 환경오염물질로 인식되지 않으며, 중화 반응에 효과적으로 사용됩니다.
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98. 보일러의 연소가스에 의해 보일러 급수를 예열하는 장치는?

  1. 절탄기
  2. 과열기
  3. 재열기
  4. 복수기
(정답률: 61%)
  • 보일러의 연소가스는 높은 온도와 압력을 가지고 있기 때문에, 이를 직접적으로 보일러 급수에 사용하면 급수 관이나 보일러 내부에 손상을 일으킬 수 있습니다. 따라서 연소가스를 보일러 급수에 사용하기 전에 먼저 예열하는 과정이 필요합니다. 이때 사용되는 장치가 바로 절탄기입니다.

    절탄기는 연소가스를 흐르게 하면서, 동시에 연소가스와 보일러 급수를 열교환시켜 보일러 급수를 예열합니다. 이 과정에서 연소가스의 열을 보일러 급수에 전달하면서, 연소가스의 온도는 낮아지고 보일러 급수는 높아집니다. 이렇게 예열된 보일러 급수는 보일러 내부로 들어가서 연소가스와 열교환을 하면서 보일러를 가동시키는 역할을 합니다.

    따라서 절탄기는 보일러의 안전한 가동을 위해 필수적인 장치입니다. 연소가스를 보일러 급수에 직접 사용하지 않고, 먼저 예열하는 과정을 거치기 때문에 보일러 내부의 손상을 예방할 수 있습니다. 또한, 보일러 급수를 예열함으로써 보일러의 효율성을 높일 수 있어서, 보일러의 가동 비용을 절감할 수 있습니다.
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99. 두께 25mm인 철판의 넓기 1m2당 전열량이 매시간 2000kcal가 되려면 양면의 온도차는 얼마여야 하는가? (단, 철판의 열전도율은 50kcal/mㆍhㆍ℃ 이다.)

  1. 1℃
  2. 2℃
  3. 3℃
  4. 4℃
(정답률: 41%)
  • 철판의 넓이가 1m²이고 두께가 25mm이므로 철판의 부피는 0.025m³이다. 철판의 열전도율이 50kcal/mㆍhㆍ℃이므로, 철판의 전열량 전달율은 50 x 1 x (1/0.025) = 2000kcal/h가 된다. 따라서, 양면의 온도차가 1℃일 때 매시간 2000kcal의 전열량이 전달된다. 따라서 정답은 "1℃"이다. 만약 온도차가 2℃라면 매시간 4000kcal의 전열량이 전달되므로, 문제에서 주어진 조건을 만족하지 못한다. 마찬가지로, 온도차가 3℃, 4℃일 때도 문제에서 주어진 조건을 만족하지 못하므로 정답은 "1℃"이다.
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100. 보일러 안전사고의 종류가 아닌 것은?

  1. 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열
  2. 보일러 내의 스케일 부착
  3. 동체, 노통, 화실의 압궤 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출
  4. 연도가 노 내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 80%)
  • 보일러 안전사고의 종류 중 "보일러 내의 스케일 부착"은 보일러 내부에 물이 오래 숙성되어 칼슘, 마그네슘 등의 물질이 침전하여 스케일이 형성되는 것을 말합니다. 이는 보일러 내부의 열전달 효율을 저하시키고, 열팽창으로 인해 파열이나 균열이 발생할 수 있으며, 이로 인해 보일러 폭발 등의 안전사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 스케일 제거 및 예방이 중요하며, 정기적인 청소와 물 교환 등의 유지보수가 필요합니다.
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