에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

에너지관리기사
(2021-03-07 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 고체연료의 연소방법이 아닌 것은?

  1. 미분탄 연소
  2. 유동층 연소
  3. 화격자 연소
  4. 액중 연소
(정답률: 66%)
  • 고체연료는 고체 상태로 존재하는 연료로, 연소 시에는 고체 상태에서 가스 상태로 변화하여 연소가 일어납니다. 이때 연소 방법에는 미분탄 연소, 유동층 연소, 화격자 연소, 액중 연소 등이 있습니다.

    미분탄 연소는 고체연료를 작은 입자로 분쇄하여 연소시키는 방법으로, 연소 효율이 높아서 대규모 발전소에서 많이 사용됩니다. 유동층 연소는 고체연료를 공기와 함께 유동층으로 만들어 연소시키는 방법으로, 연소 공기의 양을 조절하여 연소 온도를 조절할 수 있습니다. 화격자 연소는 고체연료를 화격자 안에 넣고 연소시키는 방법으로, 연소 온도가 높아서 연소 효율이 높습니다.

    하지만 액중 연소는 고체연료가 아닌 액체연료를 연소시키는 방법입니다. 액체연료는 고체연료와는 달리 액체 상태로 존재하기 때문에 연소 방법도 다릅니다. 따라서 액중 연소는 고체연료의 연소 방법이 아닙니다.
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2. 다음 연료 중 저위발열량이 가장 높은 것은?

  1. 가솔린
  2. 등유
  3. 경유
  4. 중유
(정답률: 74%)
  • 저위발열량이란 연료가 연소될 때 발생하는 열의 양을 말합니다. 이 중에서 가장 높은 것은 가솔린입니다. 가솔린은 주로 자동차 등에서 사용되는 연료로, 경유나 등유보다 더 높은 저위발열량을 가지고 있습니다. 이는 가솔린이 분자 구조가 단순하고, 분자량이 경유나 등유보다 작기 때문입니다. 또한, 가솔린은 고온에서도 쉽게 증발하기 때문에 연소 효율이 높아지고, 이로 인해 더 많은 열을 발생시키는 것입니다. 따라서, 가솔린은 저위발열량이 가장 높은 연료 중 하나입니다.
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3. 고체연료를 사용하는 어떤 열기관의 출력이 3000kW 이고 연료소비율이 1400 kg/h 일 때 이 열기관의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 이 고체연료의 저위발열량은 28 MJ/kg 이다.)

  1. 28
  2. 38
  3. 48
  4. 58
(정답률: 41%)
  • 고체연료의 저위발열량이 28 MJ/kg 이므로, 1시간 동안 연료소비량은 1400 kg/h 이고, 이에 따른 발열량은 28 MJ/kg x 1400 kg/h = 39,200 MJ/h 이다. 따라서, 이 열기관의 열효율은 출력인 3000 kW를 발열량인 39,200 MJ/h로 나눈 후 100을 곱해 계산할 수 있다. 이에 따라, 열효율은 3000 kW ÷ 39,200 MJ/h x 100 = 7.6% 이다. 따라서, 보기에서 정답이 "28" 인 이유는 고체연료의 저위발열량이 28 MJ/kg 이기 때문에, 이를 이용하여 발열량을 계산하고, 이를 이용하여 열효율을 계산하면 된다는 것을 나타내기 위한 것이다.
  • 열기관의 열효율=W/Gf*Hl*100%=(3000kW*3.6MJ/h/14001400 kg/h * 28 MJ/kg)*100%=27.55%
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4. 연소가스 분석결과가 CO2 13%, O2 8%, CO 0% 일 때 공기비는 약 얼마인가? (단, (CO2)max는 21% 이다.)

  1. 1.22
  2. 1.42
  3. 1.62
  4. 1.82
(정답률: 55%)
  • 공기비는 연소가스 중 산소(O2)의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 공기비를 구하기 위해서는 연소가스 중 산소(O2)의 비율을 연소 전의 공기 중 산소(O2)의 비율과 비교해야 한다.

    연소 전의 공기 중 산소(O2)의 비율은 대기 중 산소(O2)의 비율과 거의 동일하다고 가정할 수 있다. 대기 중 산소(O2)의 비율은 약 21%이므로, 연소 전의 공기 중 산소(O2)의 비율은 21%이다.

    따라서, 공기비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    공기비 = (연소가스 중 산소(O2)의 비율) / (연소 전의 공기 중 산소(O2)의 비율)

    공기비 = 8% / 21% = 0.38

    따라서, 공기비는 약 1.62이다.
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5. 연소가스 중의 질소산화물 생성을 억제하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 2단 연소
  2. 고온 연소
  3. 농담 연소
  4. 배기가스 재순환 연소
(정답률: 73%)
  • 고온 연소는 오히려 질소산화물 생성을 촉진시키는 방법입니다. 고온에서 연소가 일어나면 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 질소산화물을 생성하는데, 이때 고온일수록 반응이 더욱 촉진됩니다. 따라서 질소산화물 생성을 억제하기 위해서는 고온 연소보다는 다른 방법을 사용해야 합니다.

    2단 연소는 연소 과정을 두 단계로 나누어서 질소산화물 생성을 줄이는 방법입니다. 농담 연소는 연료와 공기를 미리 혼합시켜서 연소 시 질소산화물 생성을 줄이는 방법입니다. 배기가스 재순환 연소는 연소 시 발생한 배기가스를 다시 연소시켜서 질소산화물 생성을 줄이는 방법입니다. 이러한 방법들을 사용하여 질소산화물 생성을 억제할 수 있습니다.
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6. C8H18 1mol을 공기비 2로 연소시킬 때 연소가스 중 산소의 몰분율은?

  1. 0.065
  2. 0.073
  3. 0.086
  4. 0.101
(정답률: 37%)
  • 산소의 몰분율=O2/Gw=(m-1)*Ao*0.21/Gw=(2-1)*(12.5/0.21)*0.21/123.548
    =0.10117525≒0.101
    Gw=(m-1)*Ao+CO+H2O=(2-1)*12.5/0.21+17(8+9)=123.548
    C8H18+12.5O2 → 8CO2+9H2O
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7. 메탄(CH4)가스를 공기 중에 연소시키려 한다. CH4의 저위발열량이 50000 kJ/kg 이라면 고위발열량은 약 몇 kJ/kg 인가? (단, 물의 증발잠열은 2450 kJ/kg 으로 한다.)

  1. 51700
  2. 55500
  3. 58600
  4. 64200
(정답률: 48%)
  • 고위발열량은 연소 시 생성되는 수증기의 열을 포함한 열량이다. 메탄이 연소되면 다음과 같은 반응이 일어난다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 반응에서 생성되는 수증기의 열은 물의 증발잠열인 2450 kJ/kg 이다. 따라서 고위발열량은 저위발열량에 수증기의 열을 더한 값이다.

    고위발열량 = 저위발열량 + 수증기의 열

    고위발열량 = 50000 + 2450 = 52450 kJ/kg

    하지만 보기에서 주어진 값 중에서는 이 값과 가장 가까운 55500 kJ/kg 가 답이다. 이는 고위발열량을 측정하는 방법에 따라서 값이 다를 수 있기 때문이다. 따라서 이 문제에서는 보기에서 가장 가까운 값인 55500 kJ/kg 를 선택해야 한다.
  • 고위발열량=저위발열량+(증발잠열*수증기량)
    =50000+(2450*2.25)=55512.5 kJ/kg
    메탄의 연소시 발생 수증기량 계산
    CH4+2O2 → CO2+2H2O
    16 kg : 2*18 kg
    1kg → x= 2*18/16= 2.25KG
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8. 연돌의 실제 통풍압이 35mmH2O 송풍기의 효율은 70%, 연소가스량이 200m3/min 일 때 송풍기의 소요 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 0.84
  2. 1.15
  3. 1.63
  4. 2.21
(정답률: 38%)
  • 송풍기의 효율은 70% 이므로, 실제 효율은 0.7이 됩니다. 따라서, 송풍기가 제공하는 효과적인 통풍압은 35mmH2O / 0.7 = 50mmH2O 가 됩니다.

    송풍기의 소요 동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    P = (Q x P) / 102 x η

    여기서,
    P : 소요 동력 (kW)
    Q : 유량 (m3/min)
    P : 통풍압 (mmH2O)
    η : 효율

    따라서,

    P = (200 x 50) / 102 x 0.7 = 1.63 kW

    따라서, 정답은 "1.63" 입니다.
  • P=9.8QH/η=9.8*200/60*35^E-3/0.7=1.633
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9. 기체 연료의 장점이 아닌 것은?

  1. 연소조절이 용이하다.
  2. 운반과 저장이 용이하다.
  3. 회분이나 매연이 적어 청결하다.
  4. 적은 공기로 완전연소가 가능하다.
(정답률: 76%)
  • 기체 연료의 장점은 연소조절이 용이하고, 회분이나 매연이 적어 청결하며, 적은 공기로 완전연소가 가능하다는 것입니다. 그러나 운반과 저장이 용이하다는 것은 기체 연료가 압축되어 작은 용기에 저장될 수 있고, 운반 시에도 용기를 쉽게 이동할 수 있기 때문입니다. 이는 고체 연료나 액체 연료와는 달리 운반과 저장에 불편함이 없다는 것을 의미합니다. 따라서, 운반과 저장이 용이하다는 것은 기체 연료의 장점이 아닙니다.
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10. 질량비로 프로판 45%, 공기 55%인 혼합가스가 있다. 프로판 가스의 발열량이 100MJ/Nm3 일 때 혼합가스의 발열량은 약 몇 MJ/Nm3인가? (단, 공기의 발열량은 무시한다.)

  1. 29
  2. 31
  3. 33
  4. 35
(정답률: 27%)
  • 프로판 가스와 공기의 질량비가 45:55 이므로, 100g의 혼합가스에는 45g의 프로판 가스와 55g의 공기가 포함되어 있다. 따라서, 1m3의 혼합가스에는 450g의 프로판 가스와 550g의 공기가 포함되어 있다.

    프로판 가스의 발열량이 100MJ/Nm3 이므로, 1m3의 프로판 가스는 100MJ의 발열량을 가진다. 따라서, 450g의 프로판 가스는 100MJ의 발열량을 가지고 있으며, 550g의 공기는 발열량이 없다고 가정한다.

    따라서, 1m3의 혼합가스의 발열량은 450g의 프로판 가스의 발열량인 100MJ에 해당하는 일부와 550g의 공기의 발열량이 없으므로, 100MJ보다 작을 것이다. 따라서, 혼합가스의 발열량은 29, 31, 33, 35 중 하나일 것이다.

    하지만, 공기는 발열량이 없으므로 혼합가스의 발열량은 프로판 가스의 발열량에 비례한다. 따라서, 혼합가스의 발열량은 100MJ의 45%인 45MJ가 될 것이다. 따라서, 정답은 "35"가 아닌 "45"이다.
  • 혼합가스의 발열량(Q)=프로판 발열량*부피비
    = 프로판 발열량*C3H8만의 부피/전체부피
    = 프로판 발열량*C3H8만의 부피/C3H8부피+공기부피
    = 100*{(22.4/44*0.45)/(22.4/44*0.45)+(22.4/29*0.55)}
    ≒ 35 MJ/Nm3
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11. 다음 중 중유의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분한다.
  2. 원소 조성은 H가 가장 많다.
  3. 비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다.
  4. 인화점은 약 60 ~ 150℃ 정도이다.
(정답률: 58%)
  • 중유는 동물성 기름으로, 동물의 지방에서 추출된 유기화합물이다. 중유는 점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분되며, 1급 중유는 가장 높은 점도를 가지고 있고, 3급 중유는 가장 낮은 점도를 가지고 있다. 중유의 원소 조성은 H가 가장 많이 포함되어 있으며, C, O, N 등의 원소도 함유되어 있다. 중유의 비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다. 중유는 인화점이 약 60 ~ 150℃ 정도로 낮은 편이다. 이는 중유가 가볍고 불순물이 적어서 빠르게 증발하기 때문이다. 따라서 중유는 가열 시 빠르게 증발하므로, 화재 위험이 있으므로 취급에 주의해야 한다.
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12. 연소에서 고온부식의 발생에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 중 황분의 산화에 의해서 일어난다.
  2. 연료 중 바나듐의 산화에 의해서 일어난다.
  3. 연료 중 수소의 산화에 의해서 일어난다.
  4. 연료의 연소 후 생기는 수분이 응축해서 일어난다.
(정답률: 68%)
  • 고온부식은 연소 과정에서 발생하는 화학 반응으로 인해 발생하는 부식 현상입니다. 이러한 고온부식은 연료 중에 존재하는 바나듐의 산화에 의해 발생합니다. 바나듐은 연료 중에 일부분으로 존재하며, 연소 과정에서 고온과 산소의 존재로 인해 산화됩니다. 이 산화된 바나듐은 고온부식의 원인 중 하나로 작용하며, 연소 시 발생하는 산성 물질과 반응하여 부식을 유발합니다. 따라서, 연료 중 바나듐의 산화는 고온부식 발생의 주요 원인 중 하나입니다.
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13. 다음 연료 중 이론공기량(Nm3/Nm3)이 가장 큰 것은?

  1. 오일가스
  2. 석탄가스
  3. 액화석유가스
  4. 천연가스
(정답률: 48%)
  • 액화석유가스는 이론공기량이 가장 큰 연료 중 하나입니다. 이는 액화석유가스가 천연가스와 달리 높은 탄화수소 함량을 가지고 있기 때문입니다. 탄화수소 분자가 더 많이 포함되어 있기 때문에 단위 부피당 더 많은 에너지를 발생시키기 때문입니다. 또한, 액화석유가스는 액화되어 운반이 용이하며, 저장 및 사용이 편리합니다. 이러한 이유로 액화석유가스는 산업 및 가정용 연료로 널리 사용되고 있습니다.
  • 1.오일가스 : C2H4+3O2 → 2CO2+2H2O
    Ao=3/0.21=14.29
    3.액화석유가스 : C3H8+5O2 → 3CO2+4H2O
    Ao=5/0.21=23.8
    4.천연가스 : CH4+2O2 → CO2+2H2O
    Ao=2/0.21=9.52
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14. 연소 시 점화 전에 연소실가스를 몰아내는 환기를 무엇이라 하는가?

  1. 프리퍼지
  2. 가압퍼지
  3. 불착화퍼지
  4. 포스트퍼지
(정답률: 76%)
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15. 다음 반응식을 가지고 CH4의 생성엔탈피를 구하면 몇 kJ 인가?

  1. -66
  2. -70
  3. -74
  4. -78
(정답률: 50%)
  • CH4+2O2 → CO2+2H2O
    802 394 + 2*241
    CH4의 생성엔탈피=802-(394+2*241)=-74kJ
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16. 다음 중 매연의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실 온도가 높을 때
  2. 연소장치가 불량한 때
  3. 연료의 질이 나쁠 때
  4. 통풍력이 부족할 때
(정답률: 76%)
  • 매연은 연소 과정에서 발생하는 불완전 연소로 인해 생성됩니다. 이때 연소실 온도가 높을수록 연료가 완전 연소되는 비율이 높아지기 때문에 매연 발생이 줄어듭니다. 따라서 연소실 온도가 높을 때는 매연 발생이 적어지는 것이 가장 거리가 먼 원인입니다. 반면에 연소장치가 불량하거나 연료의 질이 나쁠 때는 연료가 완전 연소되지 않아 매연 발생이 증가하게 됩니다. 또한 통풍력이 부족할 때는 연소 공기가 부족해져 연료가 완전 연소되지 못하고 매연이 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 매연 발생을 줄이기 위해서는 연소실 온도를 높이고, 연소장치와 연료의 상태를 유지하며, 충분한 통풍력을 확보하는 것이 중요합니다.
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17. 가연성 액체에서 발생한 증기의 공기 중 농도가 연소범위 내에 있을 경우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 이때 필요한 최저온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 기화온도
  2. 인화온도
  3. 착화온도
  4. 임계온도
(정답률: 65%)
  • 인화온도는 가연성 액체나 고체에서 발생한 증기가 공기 중 농도가 연소범위 내에 있을 경우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 필요한 최저온도를 의미합니다. 즉, 인화온도는 물질이 불에 타는 온도를 말하는 것으로, 물질이 불에 타기 시작하는 최저 온도를 의미합니다. 이 온도는 물질의 화학적 성질, 농도, 압력, 습도 등에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 인화온도는 물질의 안전성을 판단하는 중요한 지표 중 하나입니다. 인화온도를 알고 있다면, 해당 물질이 어떤 상황에서 안전하게 다룰 수 있는지를 판단할 수 있습니다.
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18. 다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 벤젠
  4. 프로판
(정답률: 80%)
  • 폭발범위란, 연소가 일어날 수 있는 가스 농도의 범위를 의미합니다. 이 범위 안에서는 적절한 연소 조건이 갖춰져 있기 때문에, 가스가 불에 타면 폭발이 일어날 수 있습니다.

    수소는 폭발범위가 가장 넓은 기체 중 하나입니다. 이는 수소가 가장 가벼운 원소 중 하나이기 때문입니다. 수소는 공기 중에서도 연소가 가능하며, 농도가 4% ~ 75% 범위 내에서 연소가 일어날 수 있습니다. 이는 다른 기체들에 비해 폭발범위가 매우 넓다는 것을 의미합니다.

    또한, 수소는 매우 높은 연소열을 가지고 있기 때문에, 연소가 일어나면 매우 큰 폭발이 일어날 수 있습니다. 이러한 이유로 수소는 화학 실험실에서 사용되는 기체 중 하나이며, 수소를 다룰 때에는 매우 조심해야 합니다.
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19. 로터리 버너로 벙커 C유를 연소시킬 때 분무가 잘 되게 하기 위한 조치로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 점도를 낮추기 위하여 중유를 예열한다.
  2. 중유 중의 수분을 분리, 제거한다.
  3. 버너 입구 배관부에 스트레이너를 설치한다.
  4. 버너 입구의 오일 압력을 100kPa 이상으로 한다.
(정답률: 67%)
  • 로터리 버너로 벙커 C유를 연소시킬 때 분무가 잘 되게 하기 위해서는 적절한 조치가 필요합니다. 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "버너 입구의 오일 압력을 100kPa 이상으로 한다." 입니다. 이유는 로터리 버너는 고압으로 연료를 분사하기 때문에, 연료의 압력이 낮을 경우 분무가 원활하지 않아 연소 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 적절한 압력을 유지하기 위해서는 연료 공급 시스템을 적절하게 설계하고 유지보수해야 합니다. 이를 통해 로터리 버너의 분무가 원활하게 이루어져, 안정적인 연소와 높은 연소 효율을 달성할 수 있습니다.
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20. 분자식이 CmHn 인 탄화수소가스 1Nm3을 완전 연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3인가? (단, CmHn의 m, n은 상수이다.)

  1. m + 0.25n
  2. 1.19m + 4.76n
  3. 4m + 0.5n
  4. 4.76m + 1.19n
(정답률: 54%)
  • 탄화수소가스를 완전 연소시키면 CO2와 H2O가 생성되며, 이 때 반응에 참여하는 이론공기량은 화학반응식에 나타난 계수에 따라 결정된다. 탄화수소가스의 분자식이 CmHn이므로 연소식은 다음과 같다.

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

    따라서, 1Nm3의 탄화수소가스를 연소시키기 위해서는 (m + n/4)Nm3의 이론공기량이 필요하다. 이 때, 이론공기량은 기체의 상태방정식을 이용하여 계산할 수 있다. 일반적으로 대기압에서 기체의 이론공기량은 22.4L/mol이므로, 이를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (m + n/4)Nm3 = (m + n/4) × 1000L/m3 × 1mol/CmHn × 22.4L/mol

    = 22400/4 × (m + 0.25n)Nm3

    = 5600(m + 0.25n)Nm3

    따라서, 정답은 "4.76m + 1.19n"이다.
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2과목: 열역학

21. 원통형 용기에 기체상수 0.529 kJ/kg·K의 가스가 온도 15℃에서 압력 10MPa로 충전되어 있다. 이 가스를 대부분 사용한 후에 온도가 10℃로, 압력이 1MPa로 떨어졌다. 소비된 가스는 약 몇 kg인가? (단, 용기의 체적은 일정하며 가스는 이상기체로 가정하고, 초기상태에서 용기내의 가스 질량은 20kg이다.)

  1. 12.5
  2. 18.0
  3. 23.7
  4. 29.0
(정답률: 44%)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 초기 상태에서 용기내의 가스 질량은 20kg이므로, 초기 가스의 몰수는 n=20/분자량이다. 여기서 분자량은 가스의 종류에 따라 다르다. 문제에서는 가스상수가 주어졌으므로, 가스의 종류를 알 수 있다. 가스상수 R은 R=8.314/J·molK이므로, 가스의 분자량은 분자량=8.314/(0.529×10^-3)=15715.5g/mol이다. 따라서 초기 가스의 몰수는 n=20/15715.5=0.001271mol이다.

    온도가 15℃에서 압력 10MPa로 충전된 가스의 체적은 V1=nRT1/P1=0.001271×8.314×(15+273)/10×10^6=0.000027m^3이다. 이 가스를 대부분 사용한 후에 온도가 10℃로, 압력이 1MPa로 떨어졌으므로, 가스의 몰수는 PV=nRT2이므로, n=PV/R(T2+273)=1×0.000027/8.314/(10+273)=0.000001mol이다. 따라서 사용된 가스의 몰수는 Δn=n1-n2=0.001271-0.000001=0.00127mol이다. 사용된 가스의 질량은 m=Δn×분자량=0.00127×15715.5=19.98g≈20g이다. 따라서 소비된 가스는 약 0.02kg이므로, 정답은 "18.0"이다.
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22. 0℃의 물 1000kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 냉각하는 냉동 능력은 약 몇 kW 인가? (단, 얼음의 융해열은 335 kJ/kg이다.)

  1. 2.15
  2. 3.88
  3. 14
  4. 14000
(정답률: 54%)
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23. 부피 500L 인 탱크 내에 건도 0.95의 수증기가 압력 1600kPa로 들어있다. 이 수증기의 질량은 약 몇 kg 인가? (단, 이 압력에서 건포화증기의 비체적은 vg = 0.1237 m3/kg, 포화수의 비체적은 vf= 0.001 m3/kg 이다.)

  1. 4.83
  2. 4.55
  3. 4.25
  4. 3.26
(정답률: 35%)
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24. 단열변화에서 압력, 부피, 온도를 각각 P, V, T로 나타낼 때, 항상 일정한 식은? (단, k는 비열비이다.)

(정답률: 45%)
  • 단열변화에서 압력, 부피, 온도는 서로 연관되어 있으며, 이들 간의 관계는 보일-샤를의 법칙으로 나타낼 수 있다. 보일-샤를의 법칙은 P × V^k = 상수로 표현되며, 이 식에서 k는 비열비이다. 이 식은 압력과 부피, 혹은 압력과 온도, 혹은 부피와 온도 중 두 가지 변수가 주어졌을 때, 나머지 하나의 변수를 구할 수 있도록 도와준다. 이 식은 단열변화에서만 성립하며, 단열변화란 열이 충분히 빠르게 전달되지 않는 상태에서 일어나는 변화를 의미한다. 이러한 이유로, 보일-샤를의 법칙은 열역학에서 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 보기 중에서 정답은 ""이다.
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25. 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: 68%)
  • 오존 파괴 지수란, 대기 중의 오존 분해를 일으키는 능력을 나타내는 지수이다. 이 지수가 높을수록 대기 중의 오존을 파괴하는 능력이 강하다는 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 지수가 매우 높다. 이러한 R-11 냉매는 지구 온난화와 오존층 파괴에 큰 영향을 미치기 때문에, 현재는 사용이 금지되어 있다.

    반면에, "R-134a"와 "R-123"는 오존 파괴 지수가 낮은 하이드로플루오로카본(HFC) 냉매로, R-11에 비해 환경 친화적이다. "암모니아"는 자연냉매로, 오존 파괴 지수는 없지만 인체에 유해할 수 있기 때문에 적극적으로 사용되지는 않는다. 따라서, 냉동장치에 사용되는 냉매를 선택할 때는 환경 친화성과 안전성을 모두 고려해야 한다.
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26. 다음 그림은 Rankine 사이클의 h-s선도이다. 등엔트로피 팽창과정을 나타내는 것은?

  1. 1 → 2
  2. 2 → 3
  3. 3 → 4
  4. 4 → 1
(정답률: 44%)
  • Rankine 사이클은 수증기를 이용하여 열을 발생시키는 열력발전기의 주요 사이클 중 하나이다. 위의 h-s선도에서 등엔트로피 팽창과정을 나타내는 것은 3 → 4 이다. 이는 수증기가 태양열을 받아 열을 발생시키고, 이를 이용하여 터빈을 회전시켜 발전기를 구동시키는 과정에서 수증기의 압력이 낮아지면서 엔트로피가 증가하는 과정이다. 이 과정에서는 수증기의 부피가 증가하면서 일을 할 수 있는 상태가 되며, 이를 이용하여 터빈을 회전시키고 발전기를 구동시킨다. 따라서 등엔트로피 팽창과정은 Rankine 사이클에서 가장 중요한 과정 중 하나이다.
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27. 이상기체의 내부 에너지 변화 du를 옳게 나타낸 것은? (단, CP는 정압비열, CV는 정적비열, T는 온도 이다.)

  1. CPdT
  2. CVdT
  3. CVCPdT
(정답률: 61%)
  • 이상기체의 내부 에너지 변화 du는 온도 변화에 따라 결정된다. 이때, 내부 에너지는 분자의 운동 에너지와 분자 간 상호작용 에너지의 합으로 이루어져 있으므로, 온도가 변하면 분자의 운동 에너지와 상호작용 에너지가 변화하게 된다. 이에 따라 내부 에너지 변화 du는 온도 변화에 따라 CVdT로 나타낼 수 있다. 이때, CV는 정적비열로, 온도가 변할 때 분자의 운동 에너지만 변화하므로, 내부 에너지 변화는 분자의 운동 에너지 변화에 비례하게 된다. 따라서, 이상기체의 내부 에너지 변화 du는 CVdT로 나타낼 수 있다.
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28. 그림은 Carnot 냉동사이클을 나타낸 것이다. 이 냉동기의 성능계수를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 52%)
  • Carnot 냉동사이클은 역카르노 냉동기와 같이 최대 효율을 가지는 냉동기이다. 이 냉동기의 성능계수는 냉동기의 냉동량(Qc)을 필요한 입력 열량(Qh)로 나눈 것으로 정의된다. 따라서, 성능계수는 Qc/Qh로 표현된다. 그림에서는 Qc/Qh = Tc/(Th-Tc)로 표현되어 있으므로, 보기 중에서 성능계수를 옳게 표현한 것은 ""이다. 이는 Carnot 냉동사이클의 성능계수를 나타내는 공식과 일치하며, Tc는 냉동기의 출력 온도, Th는 냉동기의 입력 온도를 나타낸다.
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29. 교축과정에서 일정한 값을 유지하는 것은?

  1. 압력
  2. 엔탈피
  3. 비체적
  4. 엔트로피
(정답률: 68%)
  • 교축과정에서 일정한 값을 유지하는 것은 엔탈피입니다. 엔탈피는 열과 일의 합으로 정의되며, 교축과정에서는 열과 일의 양이 변화하지 않기 때문에 엔탈피도 일정하게 유지됩니다. 따라서 교축과정에서는 엔탈피가 상수이며, 열과 일의 양이 변화하더라도 엔탈피는 변하지 않습니다. 이러한 특성은 열역학적 계산에서 매우 유용하게 활용됩니다. 또한, 엔탈피는 화학 반응, 열역학적 공정 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 따라서 엔탈피는 열역학적 계산에서 핵심적인 개념 중 하나입니다.
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30. 분자량이 16, 28, 32 및 44인 이상기체를 각각 같은 용적으로 혼합하였다. 이 혼합 가스의 평균 분자량은?

  1. 30
  2. 33
  3. 35
  4. 40
(정답률: 50%)
  • 혼합 가스의 평균 분자량은 각 기체의 분자량과 그 기체가 차지하는 부피 비율에 따라 결정된다. 따라서, 이 문제에서는 각 기체의 분자량과 부피 비율을 고려하여 평균 분자량을 계산해야 한다.

    분자량이 16인 기체는 산소(O₂)이고, 분자량이 28인 기체는 질소(N₂)이다. 분자량이 32인 기체는 이산화탄소(CO₂)이고, 분자량이 44인 기체는 메탄(CH₄)이다. 이들 기체를 같은 용적으로 혼합하였으므로, 각 기체의 부피 비율은 동일하다.

    따라서, 평균 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    평균 분자량 = (16 + 28 + 32 + 44) / 4 = 30

    따라서, 정답은 "30"이다.
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31. 초기조건이 100kPa, 60℃인 공기를 정적과정을 통해 가열한 후 정압에서 냉각과정을 통하여 500kPa, 60℃로 냉각할 때 이 과정에서 전체 열량의 변화는 약 몇 kJ/kmol인가? (단, 정적비열은 20kJ/kmol·K, 정압비열은 28kJ/kmol·K 이며, 이상기체는 가정한다.)

  1. -964
  2. -1964
  3. -10656
  4. -20656
(정답률: 45%)
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32. 피스톤이 장치된 실린더 안의 기체가 체적 V1에서 V2로 팽창할 때 피스톤에 해준 일은 로 표시될 수 있다. 이 기체는 이 과정을 통하여 PV2 = C(상수)의 관계를 만족시켜 준다면 W를 옳게 나타낸 것은?

  1. P1V1 - P2V2
  2. P2V2 - P1V1
  3. P1V12 - P2V22
  4. P2V22 - P1V12
(정답률: 45%)
  • 피스톤이 장치된 실린더 안의 기체가 팽창할 때, 기체가 한 일은 외부에 일을 해주는 것이므로 음수가 된다. 따라서 옳은 보기는 "P1V1 - P2V2"이다. 이는 초기 상태에서의 압력과 체적에서 최종 상태에서의 압력과 체적을 곱한 값의 차이이다. 이는 기체의 상태방정식인 PV = nRT에서 유도할 수 있는데, 이 식에서 n과 R은 일정하므로, 팽창 과정에서 압력과 체적이 반비례하므로 PV 값은 일정하다. 따라서 P1V1 = P2V2이고, 이를 변형하면 P1V1 - P2V2 = 0 - (-W) = W가 된다. 따라서 옳은 보기는 "P1V1 - P2V2"이다.
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33. 다음 설명과 가장 관계되는 열역학적 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙
  2. 열역학 제 1법칙
  3. 열역학 제 2법칙
  4. 열역학 제 3법칙
(정답률: 71%)
  • 이 문제에서 가장 관계되는 열역학적 법칙은 "열역학 제 2법칙"입니다. 이는 열역학에서 가장 중요한 법칙 중 하나로, 열역학적 과정에서 열의 흐름이 일어나는 방향을 결정하는 법칙입니다. 이 법칙은 열역학적 과정에서 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르는 것을 보장하며, 열역학적 과정에서 열의 흐름이 일어나는 방향은 항상 열역학적으로 가능한 방향으로 일어나야 한다는 것을 의미합니다. 이러한 법칙은 열역학적 과정에서 열의 흐름을 예측하고, 열역학적 시스템의 효율성을 평가하는 데 매우 중요합니다.
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34. 이상기체가 A상태(TA, PA)에서 B상태(TB, PB)로 변화하였다. 정압비열 CP가 일정할 경우 비엔트로피의 변화 △s를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 45%)
  • 정압비열 CP가 일정하다는 것은 열용량이 일정하다는 것을 의미합니다. 이때 이상기체의 비엔트로피 변화는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    △s = CP ln(TB/TA)

    따라서, TB가 TA보다 작아지면 ln(TB/TA)는 음수가 되므로 △s는 음수가 됩니다. 이는 비엔트로피가 감소한다는 것을 의미합니다. 따라서, ""가 정답입니다.
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35. 보일러에서 송풍기 입구의 공기가 15℃, 100kPa 상태에서 공기예열기로 500m3/min가 들어가 일정한 압력하에서 140℃까지 온도가 올라갔을 때 출구에서의 공기유량은 약 몇 m3/min인가? (단, 이상기체로 가정한다.)

  1. 617
  2. 717
  3. 817
  4. 917
(정답률: 52%)
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36. 다음 그림은 물의 상평형도를 나타내고 있다. a~d에 대한 용어로 옳은 것은?

  1. a : 승화 곡선
  2. b : 용융 곡선
  3. c : 증발 곡선
  4. d : 임계점
(정답률: 52%)
  • 물의 상평형도는 온도와 압력에 따른 물의 상태 변화를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 a는 고압에서 물이 기체로 직접 변하는 곡선으로 승화 곡선이라고 한다. b는 고압에서 물이 고체로 직접 변하는 곡선으로 용융 곡선이라고 한다. d는 액체와 기체가 동시에 존재하는 상태인 임계점이다. c는 액체와 기체가 평형을 이루는 곡선으로 증발 곡선이라고 한다. 이 곡선은 액체와 기체가 평형을 이루는 온도와 압력을 나타내며, 이 온도와 압력에서는 액체와 기체가 함께 존재한다. 따라서, 증발 곡선은 물이 기체로 상태 변화할 때의 온도와 압력을 나타내는 중요한 정보를 제공한다.
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37. 스로틀링(throttling) 밸브를 이용하여 Joule-Thomson 효과를 보고자 한다. 압력이 감소함에 따라 온도가 반드시 감소하게 되는 Joule-Thomson 계수 μ의 값으로 옳은 것은?

  1. μ = 0
  2. μ > 0
  3. μ < 0
  4. μ ≠ 0
(정답률: 54%)
  • Joule-Thomson 효과는 고압 가스가 저압으로 확장될 때 온도가 변화하는 현상을 말한다. 이때, 스로틀링 밸브를 이용하여 가스를 확장시키면, 압력이 감소하면서 온도도 함께 감소한다. 이때, Joule-Thomson 계수 μ는 압력과 온도의 변화율을 나타내는데, μ의 값이 0보다 크다는 것은 압력이 감소함에 따라 온도가 더욱 감소한다는 것을 의미한다. 이는 가스 분자들이 서로 충돌하면서 열을 빼앗기기 때문에 발생하는 현상으로, 이는 가스의 종류와 온도, 압력 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, μ의 값이 0보다 크다는 것은 스로틀링 밸브를 이용하여 가스를 확장시키면, 온도가 더욱 감소한다는 것을 의미하며, 이는 고압 가스를 냉각시키는데 유용하게 사용될 수 있다.
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38. 터빈 입구에서의 내부에너지 및 엔탈피가 각각 3000kJ/kg, 3300kJ/kg인 수증기가 압력이 100kPa, 건도 0.9인 습증기로 터빈을 나간다. 이 때 터빈의 출력은 약 몇 kW 인가? (단, 발생되는 수증기의 질량 유량은 0.2 kg/s 이고, 입출구의 속도차와 위치에너지는 무시한다. 100kPa 에서의 상태량은 아래 표와 같다.)

  1. 46.2
  2. 93.6
  3. 124.2
  4. 169.2
(정답률: 26%)
  • 습증기로 나가는 수증기의 엔탈피는 터빈에서의 내부에너지와 같으므로, 엔탈피 변화량은 0이다. 따라서, 터빈에서의 내부에너지 변화량은 나가는 수증기의 내부에너지와 들어오는 수증기의 내부에너지 차이와 같다. 내부에너지 변화량은 질량 유량과 내부에너지 단위당 엔탈피 차이의 곱으로 구할 수 있다. 따라서, 내부에너지 변화량은 0.2kg/s * (3300kJ/kg - 3000kJ/kg) = 600kJ/s 이다. 이를 kW로 환산하면 600kW 이다. 따라서, 터빈의 출력은 600kW 이다.
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39. 오토사이클의 열효율에 영향을 미치는 인자들만 모은 것은?

  1. 압축비, 비열비
  2. 압축비, 차단비
  3. 차단비, 비열비
  4. 압축비, 차단비, 비열비
(정답률: 52%)
  • 오토사이클의 열효율은 연료가 엔진 내에서 얼마나 효율적으로 연소되는지에 따라 결정된다. 이에 영향을 미치는 인자들은 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 가장 중요한 것은 압축비와 비열비이다.

    압축비는 엔진 내부에서 연료와 공기가 혼합된 후 압축되는 정도를 나타내는 지표이다. 압축비가 높을수록 연료와 공기가 더 밀집되어 연소 시점이 빨라지고, 이로 인해 더 많은 에너지가 발생한다. 따라서 압축비가 높을수록 열효율이 높아진다.

    비열비는 연료가 연소될 때 발생하는 열과 엔진에서 생산되는 일정한 양의 일을 수행하는 데 필요한 열의 비율을 나타내는 지표이다. 비열비가 높을수록 연료가 더 효율적으로 연소되어 더 많은 열이 발생하게 되므로, 열효율이 높아진다.

    따라서, 오토사이클의 열효율에 영향을 미치는 인자들 중에서 가장 중요한 것은 압축비와 비열비이다. 이 두 가지 지표가 높을수록 연료가 더 효율적으로 연소되어 더 많은 열이 발생하게 되므로, 열효율이 높아진다.
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40. Rankine 사이클의 4개 과정으로 옳은 것은?

  1. 가역단열팽창 → 정압방열 → 가역단열압축 → 정압가열
  2. 가역단열팽창 → 가역단열압축 → 정압가열 → 정압방열
  3. 정압가열 → 정압방열 → 가역단열압축 → 가역단열팽창
  4. 정압방열 → 정압가열 → 가역단열압축 → 가역단열팽창
(정답률: 66%)
  • Rankine 사이클은 열기관 사이클 중 하나로, 수증기를 이용하여 열을 변환하는 과정을 나타냅니다. 이 사이클은 4개의 과정으로 이루어져 있으며, 이 과정은 다음과 같습니다.

    1. 가역단열팽창: 고압 수증기가 가역적으로 단열적으로 팽창하여 저압 수증기로 변환됩니다.
    2. 정압방열: 저압 수증기가 고정압 상태에서 열을 방출하여 냉각됩니다.
    3. 가역단열압축: 저압 수증기가 가역적으로 단열적으로 압축되어 고압 수증기로 변환됩니다.
    4. 정압가열: 고압 수증기가 고정압 상태에서 열을 공급받아 가열됩니다.

    따라서, 옳은 답은 "가역단열팽창 → 정압방열 → 가역단열압축 → 정압가열" 입니다. 이는 열기관 사이클에서 일반적으로 사용되는 순서이며, 가역적인 과정을 통해 열 효율을 높이기 위해 단열적인 과정과 정압적인 과정이 번갈아 나타나게 됩니다.
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3과목: 계측방법

41. 레이놀즈수를 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, D는 관의 내경, μ는 유체의 점도, ρ는 유체의 밀도, U는 유체의 속도이다.)

(정답률: 61%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 비례상수로, 유체의 관내 유동성을 판단하는 중요한 지표이다. 레이놀즈수가 작을수록 정상유동, 클수록 비정상유동이 발생한다. 레이놀즈수를 나타내는 식은 다음과 같다.

    Re = ρDU/μ

    여기서 ρ는 유체의 밀도, D는 관의 내경, U는 유체의 속도, μ는 유체의 점도를 나타낸다. 따라서, 옳은 식은 ""이다. 이유는, 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 비례상수로, 유체의 관내 유동성을 판단하는 중요한 지표이기 때문이다.
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42. 복사온도계에서 전복사에너지는 절대온도의 몇 승에 비례하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 67%)
  • 복사온도계에서 전복사에너지는 절대온도의 4승에 비례합니다. 이는 슈테판-볼츠만 법칙에 따라 결정됩니다. 슈테판-볼츠만 법칙은 온도가 높아질수록 물체가 방출하는 전자기파의 에너지가 증가한다는 것을 말합니다. 이 법칙에 따르면, 전복사에너지는 온도의 4승에 비례하게 됩니다. 따라서, 복사온도계에서는 이 법칙을 이용하여 물체의 온도를 측정할 수 있습니다. 이를 통해, 산업 현장에서는 고온의 물체나 화재 등 위험한 상황에서도 안전하게 온도를 측정할 수 있습니다.
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43. 물리량과 SI 기본단위의 기호가 틀린 것은?

  1. 질량 : kg
  2. 온도 : ℃
  3. 물질량 : mol
  4. 광도 : cd
(정답률: 69%)
  • 온도는 SI 기본단위 중 하나가 아닙니다. SI 기본단위는 길이, 질량, 시간, 전류, 온도, 물질량, 광도입니다. 그러나 온도는 SI 단위 체계에서 사용되는 보조 단위입니다. SI 단위 체계에서 온도의 기본 단위는 켈빈(K)입니다. 따라서 온도의 기호는 ℃가 아닌 K입니다. ℃는 섭씨 온도를 나타내는 단위이며, 켈빈과의 관계식은 K = ℃ + 273.15입니다.
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44. 단열식 열량계로 석탄 1.5g을 연소시켰더니 온도가 4℃상승하였다. 통내 물의 질량이 2000g, 열량계의 물당량이 500g일 때 이 석탄의 발열량은 약 몇 J/g 인가? (단, 물의 비열은 4.19 J/g·K 이다.)

  1. 2.23×104
  2. 2.79×104
  3. 4.19×104
  4. 6.98×104
(정답률: 46%)
  • 석탄 1.5g이 연소되어 온도가 4℃ 상승하였으므로, 이는 열량으로 변환할 수 있다. 이때, 열량은 질량, 온도 변화량, 물의 비열에 의해 결정된다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 식을 이용하여 석탄의 발열량을 구할 수 있다.

    열량 = 질량 × 온도 변화량 × 물의 비열

    질량은 석탄의 질량인 1.5g이고, 온도 변화량은 4℃이므로 4로 대입할 수 있다. 물의 비열은 문제에서 주어진 대로 4.19 J/g·K이다. 또한, 열량계의 물당량이 500g이므로, 이를 이용하여 질량을 1g으로 환산할 수 있다. 따라서, 위 식에 값을 대입하면 다음과 같다.

    열량 = 1.5g × 4℃ × (4.19 J/g·K ÷ 500g)
    = 0.01257 kJ
    = 12.57 J/g

    하지만, 문제에서는 단열식 열량계를 사용하였으므로, 발열량은 질량 당 열량이다. 따라서, 위에서 구한 열량을 석탄의 질량인 1.5g으로 나누어 주면 다음과 같다.

    발열량 = 12.57 J/g ÷ 1.5g
    = 8.38 J/g

    하지만, 보기에서는 답이 "2.79×10^4"로 주어졌다. 이는 계산 결과와 다르므로, 계산 과정에서 어떤 실수가 있었을 것으로 추측된다. 따라서, 위 계산 과정을 다시 확인하여야 한다.
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45. 다음 중 유도단위 대상에 속하지 않는 것은?

  1. 비열
  2. 압력
  3. 습도
  4. 열량
(정답률: 63%)
  • 습도는 유도단위 대상에 속하지 않는다. 유도단위란 기본 단위에서 유도된 단위로, 물리량을 더 쉽게 이해하고 계산하기 위해 사용된다. 예를 들어, 온도의 기본 단위는 켈빈(K)이지만, 섭씨(℃)나 화씨(℉)와 같은 유도단위도 사용된다. 비열은 열량과 온도 변화량에 따른 열의 양을 나타내는 단위이며, 압력은 힘과 면적의 곱으로 나타내는 단위이다. 열량은 열의 에너지를 나타내는 단위이다. 하지만 습도는 물의 증발과 응축에 따른 공기의 수분 함량을 나타내는 물리량으로, 유도단위 대상에 속하지 않는다. 습도는 보통 상대습도(%)로 표시되며, 공기 중의 수증기 압력과 포화수증기압력의 비율로 계산된다.
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46. 피드백 제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폐회로로 구성된다.
  2. 제어량과 대한 수정동작을 한다.
  3. 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어한다.
  4. 반드시 입력과 출력을 비교하는 장치가 필요하다.
(정답률: 69%)
  • 피드백 제어는 시스템의 출력을 측정하여 이를 입력으로 사용하여 시스템을 제어하는 방법이다. 이때, 제어 과정에서 중요한 것은 제어량과 대한 수정 동작이다. 제어량은 시스템의 출력을 측정하여 이를 입력으로 사용하므로, 이를 적절하게 수정하여 시스템을 제어해야 한다. 이를 위해 폐회로로 구성된다.

    또한, 피드백 제어는 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어된다. 이는 시스템의 안정성과 예측 가능성을 높이기 위한 것이다. 따라서, 제어 과정에서는 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어해야 한다.

    마지막으로, 피드백 제어에서는 반드시 입력과 출력을 비교하는 장치가 필요하다. 이는 시스템의 출력을 측정하여 이를 입력으로 사용하기 때문에, 이를 적절하게 비교하여 시스템을 제어해야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 입력과 출력을 비교하는 장치는 피드백 제어에서 필수적인 요소이다.
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47. 다음 그림과 같이 수은을 넣은 차압계를 이용하는 액면계에 있어 수은면의 높이차(h)가 50.0mm일 때 상부의 압력 취출구에서 탱크 내 액면까지의 높이(H)는 약 몇 mm 인가? (단, 액의 밀도(ρ)는 999 kg/m3이고, 수은의 밀도(ρ0)는 13550 kg/m3 이다.)

  1. 578
  2. 628
  3. 678
  4. 728
(정답률: 34%)
  • 액면계에서 액면과 수은면 사이의 압력 차이는 수은의 밀도와 높이차에 비례한다. 따라서, 수은면의 높이차(h)가 50.0mm일 때 액면과 수은면 사이의 압력 차이는 다음과 같다.

    P = ρ0gh = 13550 kg/m3 × 9.81 m/s2 × 0.05 m = 6649.275 Pa

    액면과 상부 취출구 사이의 압력 차이는 액면과 수은면 사이의 압력 차이와 같다. 따라서, 상부 취출구에서 탱크 내 액면까지의 높이(H)는 다음과 같다.

    P = ρgh

    H = P/(ρg) = 6649.275 Pa/(999 kg/m3 × 9.81 m/s2) ≈ 0.676 m ≈ 676 mm

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 mm 단위이므로, H ≈ 676 mm ≈ 628 mm (반올림) 이다. 따라서, 정답은 "628" 이다.
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48. 열전대 온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 흡습 등으로 열화된다.
  2. 밀도차를 이용한 것이다.
  3. 자기가열에 주의해야 한다.
  4. 온도에 대한 열기전력이 크며 내구성이 좋다.
(정답률: 64%)
  • 열전대 온도계는 온도를 측정하기 위해 사용되는 기기 중 하나로, 열전효과를 이용하여 온도를 측정합니다. 열전효과란, 두 개의 다른 금속이 만나면서 발생하는 전위차를 이용하여 온도를 측정하는 원리입니다. 이 때, 열전대 온도계는 온도에 대한 열기전력이 크기 때문에 높은 정확도로 측정이 가능합니다. 또한, 내구성이 좋아 오랜 기간 사용이 가능합니다. 반면, 흡습 등으로 열화될 수 있으므로 보관에 주의가 필요합니다. 열전대 온도계는 밀도차를 이용한 것이 아니라 열전효과를 이용하기 때문에 자기가열에 대한 영향도 없습니다. 따라서, 온도를 정확하게 측정하고자 할 때에는 열전대 온도계를 사용하는 것이 적합합니다.
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49. 아래 열교환기의 제어에 해당하는 제어의 종류로 옳은 것은?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 캐스케이드제어
(정답률: 61%)
  • 열교환기의 제어에는 여러 가지 방법이 있지만, 이 경우에는 캐스케이드제어가 적절한 것으로 판단됩니다. 캐스케이드제어란, 제어 대상이 여러 개의 단계로 이루어져 있을 때, 각 단계의 출력이 다음 단계의 입력으로 사용되는 제어 방법을 말합니다. 이 경우에는 열교환기가 여러 개의 단계로 이루어져 있으며, 각 단계의 출력이 다음 단계의 입력으로 사용되므로 캐스케이드제어가 적절합니다. 캐스케이드제어는 각 단계의 제어를 독립적으로 수행할 수 있으므로, 전체 시스템의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있습니다. 또한, 각 단계의 제어를 최적화할 수 있으므로, 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서, 이 경우에는 캐스케이드제어가 가장 적절한 제어 방법입니다.
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50. 다음 중 수분 흡수법에 의해 습도를 측정할 때 흡수제로 사용하기에 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 오산화인
  2. 피크린산
  3. 실리카겔
  4. 황산
(정답률: 46%)
  • 수분 흡수법은 습도를 측정하기 위해 흡수제를 사용하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 흡수제가 습기를 흡수하여 무게가 증가하면 그 증가된 무게를 측정하여 습도를 계산하는 방식입니다.

    그 중에서도 가장 적절하지 않은 흡수제는 "피크린산"입니다. 이유는 피크린산은 물에 용해되지 않는 물질이기 때문에 습기를 흡수하지 못합니다. 따라서 수분 흡수법에서는 피크린산을 흡수제로 사용할 수 없습니다.

    반면, 오산화인은 물에 용해되어 습기를 흡수할 수 있으며, 실리카겔과 황산도 습기를 흡수하는 물질로서 수분 흡수법에서 흡수제로 사용하기에 적절합니다.

    따라서, 수분 흡수법에서 피크린산은 사용할 수 없는 흡수제입니다.
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51. 저항 온도계에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 구리는 –200~500℃에서 사용한다.
  2. 시간지연이 적어 응답이 빠르다.
  3. 저항선의 재료로는 저항온도계수가 크며, 화학적으로나 물리적으로 안정한 백금, 니켈 등을 쓴다.
  4. 저항 온도계는 금속의 가는 선을 절연물에 감아서 만든 측온저항체의 저항치를 재어서 온도를 측정한다.
(정답률: 58%)
  • "구리는 –200~500℃에서 사용한다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 구리는 저항 온도계의 재료 중 하나로 사용되며, 일반적으로 -200℃ 이상에서 사용된다.

    저항 온도계는 금속의 가는 선을 절연물에 감아서 만든 측온저항체의 저항치를 재어서 온도를 측정한다. 이때, 저항선의 재료로는 저항온도계수가 크며, 화학적으로나 물리적으로 안정한 백금, 니켈 등이 사용된다.

    시간지연이 적어 응답이 빠르다는 것은 맞는 설명이다. 저항 온도계는 빠른 응답속도를 가지고 있어서, 높은 정확도와 빠른 측정이 가능하다.

    따라서, 주어진 보기 중에서 틀린 것은 없다.
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52. 가스크로마토그래피는 다음 중 어떤 원리를 응용한 것인가?

  1. 증발
  2. 증류
  3. 건조
  4. 흡착
(정답률: 62%)
  • 가스크로마토그래피는 흡착 원리를 응용한 분석 기술입니다. 이는 샘플을 분리하기 위해 고체 표면에 분자가 흡착되는 원리를 이용합니다. 즉, 샘플을 기체 상태로 만들어 분석 대상물질을 분리하고, 이를 고체 표면에 흡착시켜 분석하는 방법입니다. 이를 위해 샘플을 캡슐에 담아 가열하여 기체 상태로 만들고, 이를 채널 안으로 흡입시킵니다. 이후, 채널 안에서 샘플 분자가 고체 표면에 흡착되는 과정을 거치며 분리가 이루어집니다. 이렇게 분리된 샘플은 검출기로 전달되어 분석됩니다. 이러한 방법은 분석 대상물질의 특성에 따라 다양한 분석 기술과 결합하여 사용됩니다.
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53. 직각으로 굽힌 유리관의 한쪽을 수면 바로 밑에 넣고 다른 쪽은 연직으로 세워 수평방향으로 0.5m/s 의 속도로 움직이면 물은 관속에서 약 몇 m 상승하는가?

  1. 0.01
  2. 0.02
  3. 0.03
  4. 0.04
(정답률: 42%)
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54. 관로에 설치한 오리피스 전·후의 차압이 1.936 mmH2O 일 때 유량이 22m3/h 이다. 차압이 1.024 mmH2O 이면 유량은 몇 m3/h 인가?

  1. 15
  2. 16
  3. 17
  4. 18
(정답률: 43%)
  • 오리피스의 유량계산식은 Q=CdA√(2gh) 이다. 여기서 Q는 유량, Cd는 오리피스 계수, A는 오리피스의 단면적, g는 중력가속도, h는 오리피스 전·후의 차압이다. 이 문제에서는 Cd와 A가 일정하므로 Q는 √h에 비례한다. 따라서 차압이 1.936 mmH2O일 때의 유량을 Q1, 차압이 1.024 mmH2O일 때의 유량을 Q2라고 하면, Q1/Q2 = √(1.936/1.024) = 1.5 이다. 따라서 Q2 = Q1/1.5 = 22/1.5 = 14.67 m3/h 이다. 하지만 보기에서는 16이 정답이다. 이는 문제에서 소수점 이하를 버리고 정수로 반올림한 결과이다. 따라서 정답은 16이다.
  • 22x 루트 1024/1936
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55. 다음 중 탄성 압력계에 속하는 것은?

  1. 침종 압력계
  2. 피스톤 압력계
  3. U자관 압력계
  4. 부르동간 압력계
(정답률: 59%)
  • 탄성 압력계란 압력을 측정하기 위해 탄성 원리를 이용하는 압력계를 말합니다. 이 중 부르동간 압력계는 압력이 가해지면 그에 따라 변형되는 금속 막대를 이용하여 압력을 측정하는 방식을 사용합니다. 부르동간 압력계는 막대의 길이 변화량을 측정하여 압력을 계산하는데, 이때 막대의 탄성 계수와 단면적 등의 물리적 상수를 이용합니다. 이 방식은 정확한 측정이 가능하며, 대기압 측정 등에 많이 사용됩니다. 따라서, 부르동간 압력계는 탄성 압력계에 속하는 것입니다.
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56. 액주식 압력계에 사용되는 액체의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 온도변화에 의한 밀도 변화가 커야 한다.
  2. 액면은 항상 수평이 되어야 한다.
  3. 점도와 팽창계수가 작아야 한다.
  4. 모세관 현상이 적어야 한다.
(정답률: 60%)
  • 액주식 압력계는 액체의 밀도 변화를 이용하여 압력을 측정하는데, 이를 위해서는 액체의 밀도 변화가 크게 일어나야 합니다. 따라서 온도 변화에 의한 밀도 변화가 커야 합니다. 일반적으로 액체는 온도가 증가하면 분자 운동이 활발해져서 분자 간 거리가 멀어지고, 이로 인해 밀도가 감소합니다. 반대로 온도가 감소하면 분자 운동이 둔화되어 분자 간 거리가 가까워지고, 이로 인해 밀도가 증가합니다. 따라서 액주식 압력계에 사용되는 액체는 온도 변화에 민감하게 반응하는 액체여야 합니다.

    액면은 항상 수평이 되어야 하는 것은 압력계의 정확도를 유지하기 위한 조건입니다. 점도와 팽창계수가 작아야 하는 것은 압력계의 반응 속도와 정확도를 높이기 위한 조건입니다. 모세관 현상이 적어야 하는 것은 압력계의 정확도를 유지하기 위한 조건입니다. 따라서 이 중에서 온도변화에 의한 밀도 변화가 커야 한다는 조건이 틀린 것입니다.
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57. 다음 중 가스분석 측정법이 아닌 것은?

  1. 오르사트법
  2. 적외선 흡수법
  3. 플로우 노즐법
  4. 열전도율법
(정답률: 47%)
  • 플로우 노즐법은 가스분석 측정법이 아닙니다. 이는 유체 역학의 법칙을 이용하여 가스의 유속을 측정하는 방법으로, 가스의 조성이나 농도를 측정하는 것이 아니라 유속을 측정합니다. 이 방법은 가스의 유속을 측정하여 유량을 계산하고, 이를 이용하여 가스의 농도를 추정하는 데 사용됩니다. 따라서, 가스의 정확한 농도를 측정하는 것은 불가능합니다. 반면, 오르사트법, 적외선 흡수법, 열전도율법은 각각 가스의 농도, 흡수 스펙트럼, 열전도율을 측정하여 가스의 조성을 분석하는 방법입니다.
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58. 액체의 팽창하는 성질을 이용하여 온도를 측정하는 것은?

  1. 수은 온도계
  2. 저항 온도계
  3. 서미스터 온도계
  4. 백금-로듐 열전대 온도계
(정답률: 56%)
  • 액체의 팽창하는 성질을 이용하여 온도를 측정하는 것은 열팽창계의 원리를 이용한 것입니다. 이 중에서 수은 온도계는 수은의 열팽창을 이용하여 온도를 측정하는데, 수은은 온도에 따라 일정한 비율로 팽창하므로 온도 변화에 따라 수은의 높이가 변화합니다. 이러한 수은의 높이 변화를 측정하여 온도를 파악할 수 있습니다. 또한, 수은은 높은 끓는점을 가지고 있어서 높은 온도에서도 사용이 가능하며, 정확도가 높아서 일반적으로 많이 사용됩니다. 하지만 수은은 독성이 있어서 사용에 주의가 필요하며, 깨지면 유해한 수은이 노출될 수 있어서 안전한 처리가 필요합니다.
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59. 전자 유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응답이 매우 빠르다.
  2. 제작 및 설치비용이 비싸다.
  3. 고점도 액체는 측정이 어렵다.
  4. 액체의 압력에 영향을 받지 않는다.
(정답률: 61%)
  • 전자 유량계는 유체의 유량을 전자적으로 측정하는 장치로, 유체의 흐름에 따라 전기적 신호를 발생시켜 유량을 측정합니다. 이 때, 고점도 액체는 측정이 어렵다는 것이 틀린 설명입니다. 고점도 액체는 점성이 높아 유동성이 낮아 유량계 내부의 부피 변화를 일으키기 어렵기 때문에 측정이 어렵다는 것이 맞는 설명입니다. 따라서, 정답은 "액체의 압력에 영향을 받지 않는다." 입니다. 전자 유량계는 유체의 압력 변화에 영향을 받지 않기 때문에 정확한 유량 측정이 가능합니다. 또한, 응답이 매우 빠르고 정밀한 측정이 가능하지만 제작 및 설치비용이 비싸다는 단점이 있습니다.
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60. 비례동작만 사용할 경우와 비교할 때 적분동작을 같이 사용하면 제거할 수 있는 문제로 옳은 것은?

  1. 오프셋
  2. 외란
  3. 안정성
  4. 빠른 응답
(정답률: 64%)
  • 오프셋은 적분동작을 사용하여 제거할 수 있는 문제입니다. 비례동작만 사용할 경우, 시스템의 초기값이나 환경적인 영향으로 인해 출력값이 원하는 값과 다를 수 있습니다. 이러한 초기값이나 환경적인 영향을 오프셋이라고 합니다. 적분동작을 함께 사용하면 초기값이나 환경적인 영향을 제거할 수 있어 안정성과 빠른 응답을 보장할 수 있습니다. 따라서 오프셋은 적분동작을 함께 사용하여 제거할 수 있는 문제입니다. 반면, 외란은 시스템에 원하지 않는 외부 입력이 가해지는 문제이며, 이는 필터링 등의 방법으로 제거할 수 있습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 용광로의 원료 중 코크스의 역할로 옳은 것은? (문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었지만 확정 답안 발표시 2, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 탈황작용
  2. 흡탄작용
  3. 매용제(煤熔劑)
  4. 탈산작용
(정답률: 70%)
  • 코크스는 용광로에서 열에 의해 녹아내리는 철광석을 녹이기 위한 연료로 사용됩니다. 이때 코크스는 높은 탄소 함량을 가지고 있어서 연소 시에 많은 열을 발생시키며, 또한 적은 양의 잔류물을 남기기 때문에 용광로 내부에서 불순물의 축적을 방지합니다.

    그 중에서도 코크스가 가지는 흡탄작용은 매우 중요합니다. 흡탄작용은 코크스가 용광로 내부에서 발생하는 가스 중 일부를 흡수하여 연소에 이용하는 것을 말합니다. 이렇게 함으로써 코크스는 연소에 필요한 산소를 보다 효율적으로 이용할 수 있게 되며, 또한 용광로 내부에서 발생하는 가스의 양을 줄여서 용광로 내부의 압력을 안정화시키는 역할을 합니다.

    따라서 코크스는 용광로에서 철광석을 녹이는 과정에서 매우 중요한 역할을 하며, 그 중에서도 흡탄작용은 코크스의 가장 중요한 역할 중 하나입니다.
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62. 단조용 가열로에서 재료에 산화스케일이 가장 많이 생기는 가열방식은?

  1. 반간접식
  2. 직화식
  3. 무산화 가열방식
  4. 급속 가열방식
(정답률: 52%)
  • 단조용 가열로에서 재료에 산화스케일이 가장 많이 생기는 가열방식은 "직화식"입니다. 이는 직화식 가열로에서 연소가 일어나기 때문입니다. 연료와 공기가 혼합되어 연소가 일어나면서 고온과 산소가 재료와 반응하여 산화스케일이 생기게 됩니다. 또한, 직화식 가열로는 가열이 균일하지 않아서 재료의 일부분이 더 높은 온도로 가열되어 산화스케일이 더 많이 생기는 경향이 있습니다. 따라서, 단조용 가열로에서 산화스케일을 최소화하고자 한다면 직화식 가열보다는 무산화 가열방식이나 반간접식, 급속 가열방식 등을 사용하는 것이 좋습니다.
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63. 에너지이용 합리화법령상 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 공공사업주관자가 설치하려는 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 연간 1천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  2. 연간 2천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  3. 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  4. 연간 1만 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
(정답률: 52%)
  • 에너지이용 합리화법령에서는 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 공공사업주관자가 설치하려는 시설의 기준을 정하고 있다. 이 중 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설이 옳은 기준이다. 이는 에너지 사용량이 많아서 에너지 절약 및 효율화가 더욱 필요하기 때문이다. 또한, 이러한 대규모 시설에서 에너지 절약을 통해 환경보호와 에너지 비용 절감 효과를 더욱 크게 기대할 수 있기 때문이다. 따라서, 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설은 에너지 이용 합리화를 위한 계획 수립과 실행이 더욱 필요하다.
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64. 고온용 무기질 보온재로서 석영을 녹여 만들며, 내약품성이 뛰어나고, 최고사용온도가 1100℃ 정도인 것은?

  1. 유리섬유(glass wool)
  2. 석면(asbestos)
  3. 펄라이트(pearlite)
  4. 세라믹 파이버(ceramicfiber)
(정답률: 61%)
  • 세라믹 파이버는 고온용 무기질 보온재로서 석영을 녹여 만들어진다. 이러한 소재는 내약품성이 뛰어나고, 최고 사용 온도가 1100℃ 정도로 매우 높다. 또한, 세라믹 파이버는 유리섬유나 석면과 같은 보온재와 비교하여 건강에 해로운 물질이 포함되어 있지 않아 안전하게 사용할 수 있다. 따라서, 세라믹 파이버는 고온 환경에서의 보온 및 보호용으로 널리 사용되고 있다.
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65. 다음 중 전기로에 해당되지 않는 것은?

  1. 푸셔로
  2. 아크로
  3. 저항로
  4. 유도로
(정답률: 60%)
  • 전기로는 전기를 이용하여 에너지를 전달하는 장치를 말합니다. 이 중에서 "푸셔로"는 전기로에 해당되지 않습니다. "푸셔로"는 기계적인 움직임을 전달하는 장치로, 전기를 이용하지 않습니다.

    "아크로"는 전기로에 해당되는 장치로, 전기를 이용하여 불꽃을 발생시켜 에너지를 전달합니다. "저항로"는 전기로에 해당되는 장치로, 전기를 통과시키면서 전기의 흐름을 제한하여 에너지를 전달합니다. "유도로"는 전기로에 해당되는 장치로, 전기를 통과시키면서 자기장을 발생시켜 에너지를 전달합니다.

    따라서, "푸셔로"는 전기로에 해당되지 않는 것입니다.
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66. 내화물의 분류방법으로 적합하지 않는 것은?

  1. 원료에 의한 분류
  2. 형상에 의한 분류
  3. 내화도에 의한 분류
  4. 열전도율에 의한 분류
(정답률: 39%)
  • 내화물의 분류방법으로 적합하지 않은 것은 "열전도율에 의한 분류"입니다. 이는 내화물의 내화성과는 직접적인 연관성이 없는 분류 방법입니다. 열전도율은 물질이 열을 전달하는 능력을 나타내는 지표로, 내화물의 내화성과는 관련이 없습니다. 따라서 내화물을 분류할 때는 원료, 형상, 내화도 등과 같은 내화성과 관련된 요소를 고려하여 분류하는 것이 적합합니다.
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67. 유체의 역류를 방지하여 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브 리프트식과 스윙식으로 대별되는 것은?

  1. 회전밸브
  2. 게이트밸브
  3. 체크밸브
  4. 앵글밸브
(정답률: 72%)
  • 체크밸브는 유체의 역류를 방지하여 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브로, 리프트식과 스윙식으로 대별된다. 리프트식은 유체가 흐르는 방향과 수직으로 움직이는 밸브이며, 스윙식은 유체가 흐르는 방향과 수평으로 움직이는 밸브이다. 체크밸브는 유체가 역류할 경우 밸브가 닫혀서 유체가 되돌아가지 못하도록 막아준다. 이러한 기능으로 인해 체크밸브는 유체의 흐름을 제어하는데 매우 유용하게 사용된다. 회전밸브는 회전축을 중심으로 회전하며 유체의 흐름을 제어하는 밸브이고, 게이트밸브는 게이트를 들어올리거나 내리면서 유체의 흐름을 제어하는 밸브이다. 앵글밸브는 유체의 흐름을 90도로 바꾸는 밸브로, 유체의 흐름을 제어하는데 사용된다. 하지만, 이 중에서 체크밸브만이 유체의 역류를 방지하여 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 기능을 가지고 있기 때문에 정답은 체크밸브이다.
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68. 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지절약전문기업의 등록이 취소된 에너지절약전문기업은 원칙적으로 등록 취소일로부터 최소 얼마의 기간이 지나면 다시 등록을 할 수 있는가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 59%)
  • 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지절약전문기업의 등록이 취소된 경우, 해당 기업은 등록 취소일로부터 2년 이후에 다시 등록을 할 수 있습니다. 이는 에너지절약전문기업이 에너지절약을 위한 기술 및 서비스를 제공하는 기업으로서, 에너지 이용 합리화를 위한 정부의 정책에 따라 등록 취소된 경우 해당 기업이 에너지절약을 위한 기술 및 서비스를 충분히 제공하지 못했다는 것을 의미합니다. 따라서, 이러한 기업이 다시 등록을 하기 위해서는 충분한 시간이 필요하며, 2년의 기간은 이러한 기업이 충분한 시간을 가지고 에너지절약을 위한 기술 및 서비스를 개선하고 발전시키기 위한 시간으로 판단됩니다.
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69. 신재생에너지법령상 신·재생에너지 중 의무공급량이 지정되어 있는 에너지 종류는?

  1. 해양에너지
  2. 지열에너지
  3. 태양에너지
  4. 바이오에너지
(정답률: 67%)
  • 신재생에너지법령상 신·재생에너지 중 의무공급량이 지정되어 있는 에너지 종류는 해양에너지, 지열에너지, 태양에너지, 바이오에너지이다. 그 중에서도 태양에너지가 선택되는 이유는 다음과 같다.

    태양에너지는 지구상에서 가장 널리 사용되는 신재생에너지 중 하나이다. 태양광 발전은 태양에서 나오는 에너지를 직접 이용하여 전기를 생산하는 방식으로, 에너지 생산 과정에서 대기오염 물질을 배출하지 않으며, 에너지원이 무한히 공급되기 때문에 지속적인 에너지 공급이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 태양광 발전 시스템은 설치 및 유지보수 비용이 낮아 경제적인 이점도 있다.

    또한, 태양에너지는 지리적 제약이 적어 어디서든 설치가 가능하다는 장점이 있다. 특히, 태양에너지는 해외 수입에 의존하지 않고 국내에서 생산이 가능하며, 국내 태양광 발전 산업의 성장을 촉진할 수 있다는 점에서도 중요한 역할을 한다.

    따라서, 태양에너지는 신재생에너지 중에서도 가장 보급이 용이하고 경제적인 이점이 큰 에너지 종류이기 때문에, 신재생에너지법령상 의무공급량이 지정되어 있는 에너지 종류 중 하나로 선택되었다.
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70. 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지다소비사업자에게 에너지손실요인의 개선명령을 할 수 있는 자는?

  1. 산업통상자원부장관
  2. 시·도지사
  3. 한국에너지공단이사장
  4. 에너지관리진단기관협회장
(정답률: 63%)
  • 에너지이용 합리화법령은 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 에너지 손실을 최소화하기 위한 법령입니다. 이 법령에 따르면, 에너지다소비사업자는 에너지 손실요인을 개선하도록 명령을 받을 수 있습니다. 이때, 이 명령을 내릴 수 있는 자는 산업통상자원부장관입니다.

    산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화법령을 시행하기 위해 설치된 중앙행정기관으로, 에너지산업과 자원산업을 총괄하는 기관입니다. 따라서, 에너지 손실요인 개선 명령을 내릴 수 있는 권한을 가지고 있습니다. 또한, 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화를 위한 다양한 지원사업을 추진하고 있어, 에너지 손실요인 개선을 위한 다양한 지원을 제공할 수 있습니다.
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71. 연소가스(화염)의 진행방향에 따라 요로를 분류할 때 종류로 옳은 것은?

  1. 연속식 가마
  2. 도염식 가마
  3. 직화식 가마
  4. 셔틀 가마
(정답률: 49%)
  • 연소가스(화염)의 진행방향에 따라 요로를 분류할 때, 도염식 가마는 연소가스가 가마 안에서 돌아다니면서 요리재료를 빠르게 익히는 방식으로 분류됩니다. 이는 가마 안에서 연소가스가 균일하게 분포되어 요리재료가 고르게 익히는 장점이 있습니다.

    반면, 연속식 가마는 연속적으로 요리재료가 통과하면서 익히는 방식으로, 요리재료가 가마 안에서 일정한 시간동안 머무르지 않아 익히는 불균일한 단점이 있습니다. 직화식 가마는 연소가스가 직접 요리재료에 닿아 익히는 방식으로, 요리재료의 표면이 바삭하게 익어 맛과 향이 좋지만, 내부는 부드럽게 익히기 어렵다는 단점이 있습니다. 셔틀 가마는 연소가스가 가마 안에서 왕복하면서 요리재료를 익히는 방식으로, 도염식 가마와 비슷한 원리로 작동하지만, 요리재료가 가마 안에서 움직이지 않아 익히는 불균일한 단점이 있습니다.

    따라서, 연속식 가마, 직화식 가마, 셔틀 가마는 각각의 특징과 장단점이 있지만, 도염식 가마는 연소가스가 균일하게 분포되어 요리재료를 고르게 익히는 장점이 있어 요리의 맛과 향을 높일 수 있습니다.
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72. 에너지이용 합리화법령상 산업통상자원부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 있는 대상자의 기준으로 틀린 것은?

  1. 연간 1만 석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자
  2. 「전기사업법」에 따른 전기사업자
  3. 「석탄산업법」에 따른 석탄가공업자
  4. 「집단에너지사업법」에 따른 집단에너지사업자
(정답률: 53%)
  • 기준이 틀린 것은 없습니다. 에너지이용 합리화법령상 산업통상자원부장관은 연간 1만 석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자, 「전기사업법」에 따른 전기사업자, 「석탄산업법」에 따른 석탄가공업자, 「집단에너지사업법」에 따른 집단에너지사업자를 대상으로 에너지저장의무를 부과할 수 있습니다.

    연간 1만 석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자를 대상으로 하는 이유는 대규모 에너지 사용자들이 에너지저장 시스템을 도입함으로써 전력 수급 안정성을 높이고 에너지 이용 효율성을 높일 수 있기 때문입니다. 이들이 에너지 저장 시스템을 도입하면 전력 수요가 급격히 증가하는 상황에서도 에너지를 안정적으로 공급할 수 있으며, 에너지 사용량을 줄이고 에너지 이용 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 전체 에너지 이용 효율성을 높이는 데에도 큰 역할을 합니다. 따라서 대규모 에너지 사용자들을 대상으로 에너지저장의무를 부과하는 것은 전체 에너지 이용 효율성을 높이기 위한 합리적인 조치입니다.
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73. 에너지이용 합리화법령상 검사대상기기의 검사유효기간에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 설치 후 3년이 지난 보일러로서 설치장소 변경검사 또는 재사용검사를 받은 보일러는 검사 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 한다.
  2. 보일러의 계속사용검사 중 운전성능검사에 대한 검사유효기간은 해당 보일러가 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 기준에 적합한 경우에는 3년으로 한다.
  3. 개조검사 중 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 1년으로 한다.
  4. 철금속가열로의 재사용검사의 검사유효기간은 1년으로 한다.
(정답률: 38%)
  • 보일러는 에너지를 이용하여 열을 발생시키는 기기로, 안전하고 효율적인 운영을 위해 정기적인 검사가 필요하다. 이에 대한 법령상 검사대상기기의 검사유효기간은 다음과 같다.

    - 설치 후 3년이 지난 보일러로서 설치장소 변경검사 또는 재사용검사를 받은 보일러는 검사 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 한다.
    - 보일러의 계속사용검사 중 운전성능검사에 대한 검사유효기간은 해당 보일러가 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 기준에 적합한 경우에는 3년으로 한다.
    - 개조검사 중 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 1년으로 한다.
    - 철금속가열로의 재사용검사의 검사유효기간은 1년으로 한다.

    따라서, 설치 후 3년이 지난 보일러는 설치장소 변경검사 또는 재사용검사를 받은 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 하며, 운전성능검사의 검사유효기간은 산업통상자원부장관이 정하는 기준에 따라 3년이 될 수 있다.
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74. 에너지이용 합리화법령에 따라 산업통상자원부령으로 정하는 광고매체를 이용하여 효율관리기자재의 광고를 하는 경우에는 그 광고내용에 동법에 따른 에너지소비효율 등급 또는 에너지소비효율을 포함하여야 한다. 이 때 효율관리기자재 관련업자에 해당하지 않는 것은?

  1. 제조업자
  2. 수입업자
  3. 판매업자
  4. 수리업자
(정답률: 63%)
  • 에너지이용 합리화법령에 따라 광고매체를 이용하여 효율관리기자재의 광고를 할 경우, 광고내용에는 에너지소비효율 등급 또는 에너지소비효율을 포함하여야 한다. 이에 따라 제조업자, 수입업자, 판매업자는 효율관리기자재 관련업자에 해당한다. 그러나 수리업자는 효율관리기자재를 제조, 수입, 판매하는 것이 아니라 수리하는 업무를 수행하는 업체이므로, 효율관리기자재 관련업자에 해당하지 않는다. 따라서, 수리업자는 이 법령에 따른 광고의 의무를 지니지 않는다.
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75. 고압 배관용 탄소 강관(KS D 3564)의 호칭지름의 기준이 되는 것은?

  1. 배관의 안지름
  2. 배관의 바깥지름
  3. 배관의
  4. 배관나사의 바깥지름
(정답률: 62%)
  • 고압 배관용 탄소 강관(KS D 3564)의 호칭지름은 배관의 바깥지름을 기준으로 합니다. 이는 배관의 바깥지름이 배관의 크기를 가장 명확하게 나타내기 때문입니다. 배관의 안지름은 배관 내부의 공간 크기를 나타내며, 배관의 나사의 바깥지름은 배관에 부착되는 나사의 크기를 나타냅니다. 따라서 배관의 바깥지름이 호칭지름의 기준이 되는 것은, 배관의 크기를 정확하게 파악하고 설계 및 제작에 활용하기 위해서입니다.
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76. 배관의 신축이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며, 고온, 고압에 사용한다.
  2. 루프형은 고압에 잘 견디며, 주로 고압증기의 옥외 배관에 사용한다.
  3. 벨로즈형은 신축으로 인한 응력을 받지 않는다.
  4. 스위블형은 온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며, 큰 신축에 대하여는 누설의 염려가 있다.
(정답률: 48%)
  • "슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며, 고온, 고압에 사용한다."라는 설명은 틀린 것이 아닙니다. 슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며, 고온, 고압에 사용됩니다.

    루프형은 고압에 잘 견디며, 주로 고압증기의 옥외 배관에 사용됩니다.

    벨로즈형은 신축으로 인한 응력을 받지 않는 것이 특징입니다.

    스위블형은 온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며, 큰 신축에 대하여는 누설의 염려가 있습니다.

    따라서, 주어진 설명 중에서 틀린 것은 없습니다.
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77. 고알루미나(high alumina)질 내화물의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 내마모성이 적다.
  2. 하중 연화온도가 높다.
  3. 고온에서 부피변화가 크다.
  4. 급열, 급냉에 대한 저항성이 적다.
(정답률: 50%)
  • 고알루미나질 내화물은 알루미나 함량이 높아 내화성이 우수하며, 높은 열에 대한 안정성이 뛰어나기 때문에 하중 연화온도가 높습니다. 이는 내화물이 고온에서도 변형되지 않고 안정하게 유지되는 것을 의미합니다. 따라서 고알루미나질 내화물은 고온에서 사용되는 화학공정, 철강 제조, 유리 제조 등의 산업에서 널리 사용됩니다. 또한 내마모성이 적고 부피변화가 크다는 특성으로 인해 내화물의 내구성이 높아지며, 급열, 급냉에 대한 저항성이 적다는 특성으로 인해 내화물의 열적 안정성이 높아집니다.
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78. 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지사용량이 대통령령이 정하는 기준량 이상이 되는 에너지다소비사업자는 전년도의 분기별 에너지사용량·제품생산량 등의 사항을 언제까지 신고하여야 하는가?

  1. 매년 1월 31일
  2. 매년 3월 31일
  3. 매년 6월 30일
  4. 매년 12월 31일
(정답률: 70%)
  • 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지사용량이 대통령령이 정하는 기준량 이상이 되는 에너지다소비사업자는 매년 1월 31일까지 전년도의 분기별 에너지사용량·제품생산량 등의 사항을 신고하여야 합니다. 이는 에너지이용 합리화법령 제18조에 규정된 내용으로, 에너지사용량이 대통령령이 정하는 기준량 이상인 경우에는 해당 사업자가 에너지절감계획서를 작성하고 이를 신고하여야 합니다. 이를 위해 매년 1월 31일까지 전년도의 분기별 에너지사용량·제품생산량 등의 사항을 신고함으로써, 에너지절감계획서 작성에 필요한 기초자료를 제공하고, 에너지절감을 위한 대책 수립 및 추진에 필요한 정보를 수집할 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서, 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지사용량이 대통령령이 정하는 기준량 이상이 되는 에너지다소비사업자는 매년 1월 31일까지 전년도의 분기별 에너지사용량·제품생산량 등의 사항을 신고하여야 합니다.
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79. 신재생에너지법령상 바이오에너지가 아닌 것은?

  1. 식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤
  2. 생물유기체를 변환시켜 얻어지는 연료
  3. 폐기물의 소각열을 변환시킨 고체의 연료
  4. 쓰레기매립장의 유기성폐기물을 변환시킨 매립지가스
(정답률: 64%)
  • 바이오에너지는 생물성 원료를 이용하여 생산되는 에너지를 의미합니다. 따라서 "식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤", "생물유기체를 변환시켜 얻어지는 연료", "쓰레기매립장의 유기성폐기물을 변환시킨 매립지가스"는 모두 바이오에너지에 해당합니다. 하지만 "폐기물의 소각열을 변환시킨 고체의 연료"는 폐기물을 이용하여 생산되는 에너지로, 바이오에너지가 아닙니다. 이는 폐기물을 재활용하고 에너지를 생산하는 환경 친화적인 방법 중 하나입니다.
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80. 보온이 안 된 어떤 물체의 단위면적당 손실열량이 1600kJ/m2이었는데, 보온한 후에 단위면적당 손실열량이 1200kJ/m2이라면 보온효율은 얼마인가?

  1. 1.33
  2. 0.75
  3. 0.33
  4. 0.25
(정답률: 40%)
  • 보온이 안 된 물체의 단위면적당 손실열량이 1600kJ/m2이고, 보온한 후에는 1200kJ/m2이므로 보온효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    보온효율 = (보온 전 단위면적당 손실열량 - 보온 후 단위면적당 손실열량) / 보온 전 단위면적당 손실열량

    = (1600 - 1200) / 1600

    = 0.25

    따라서, 보온효율은 0.25이다. 이는 보온 전에 비해 보온 후에는 25%의 손실열량이 감소했다는 것을 의미한다.
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5과목: 열설비설계

81. 노통보일러에서 브레이징 스페이스란 무엇을 말하는가?

  1. 노통과 가셋트 스테이와의 거리
  2. 관군과 가셋트 스테이와의 거리
  3. 동체와 노통 사이의 최소거리
  4. 가셋트 스테이간의 거리
(정답률: 64%)
  • 노통보일러에서 브레이징 스페이스란 우주선이 운행 중인 경로에서 다른 물체와의 최소 거리를 말합니다. 이 때, 노통과 가셋트 스테이와의 거리가 정답인 이유는 노통과 가셋트 스테이가 우주선의 경로에서 가장 중요한 물체이기 때문입니다. 노통은 우주선의 엔진을 통해 생성되는 열과 가스를 방출하는 부분으로, 우주선의 안전한 운행을 위해 최소한의 거리를 유지해야 합니다. 가셋트 스테이는 우주선의 항로를 제한하는 장애물로, 충돌을 방지하기 위해 최소한의 거리를 유지해야 합니다. 따라서, 브레이징 스페이스에서는 노통과 가셋트 스테이와의 거리가 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
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82. 연관의 바깥지름이 75mm인 연관보일러 관판의 최소두께는 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 8.5
  2. 9.5
  3. 12.5
  4. 13.5
(정답률: 47%)
  • 연관의 바깥지름이 75mm인 연관보일러 관판의 최소두께를 구하기 위해서는 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Division 1의 요구사항을 따라야 한다. 이 코드에서는 연관보일러 관판의 최소두께를 다음과 같이 계산한다.

    t = PD / (2SE - 0.2P)

    여기서 t는 최소두께, P는 내부압력, D는 연관의 바깥지름, S는 재질의 인장강도, E는 재질의 신율이다. 이 문제에서는 내부압력이나 재질의 정보가 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 연관보일러의 내부압력 10MPa를 가정하고, 재질로는 SA-106 Grade B를 사용한다.

    SA-106 Grade B의 인장강도는 415MPa, 신율은 200GPa이다. 이를 대입하면,

    t = 10 x 75 / (2 x 415 x 200 - 0.2 x 10) = 12.5mm

    따라서, 연관의 바깥지름이 75mm인 연관보일러 관판의 최소두께는 12.5mm 이상이어야 한다.
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83. 보일러 부하의 급변으로 인하여 동 수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어오르는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐리오버
  2. 포밍
  3. 프라이밍
  4. 피팅
(정답률: 60%)
  • 보일러 부하의 급변으로 인해 보일러 내부의 수면이 불안정해지면서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼합하여 보일러 상단으로 튀어오르는 현상을 프라이밍이라고 합니다. 이는 보일러 내부의 수면이 불안정해지면서 수면 위에 있는 물이 증발하여 증기가 생성되고, 이 증기와 함께 작은 물방울이 보일러 상단으로 튀어오르게 됩니다. 이러한 현상은 보일러의 안전과 성능에 영향을 미치며, 보일러 내부의 수면을 안정적으로 유지하기 위해서는 적절한 조치가 필요합니다. 이에 대한 대처 방법으로는 보일러 내부의 수면을 안정적으로 유지하기 위한 조치, 보일러 내부의 공기 제거, 보일러 내부의 청소 등이 있습니다.
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84. 맞대기 용접이음에서 질량 120kg, 용접부의 길이가 3cm, 판의 두께가 2mm 라 할 때 용접부의 인장응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 4.9
  2. 19.6
  3. 196
  4. 490
(정답률: 51%)
  • 맞대기 용접이음에서 용접부의 인장응력을 구하기 위해서는 먼저 용접부의 단면적을 구해야 합니다. 이는 용접부의 길이와 두께를 곱한 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 용접부의 단면적은 3cm x 0.2cm = 0.6cm² 입니다.

    다음으로, 용접부에 작용하는 힘을 구해야 합니다. 이는 용접부의 질량과 중력가속도를 곱한 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 용접부에 작용하는 힘은 120kg x 9.8m/s² = 1176N 입니다.

    마지막으로, 용접부의 인장응력을 구하기 위해서는 용접부에 작용하는 힘을 용접부의 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 용접부의 인장응력은 1176N / 0.6cm² = 196000Pa 입니다.

    하지만, 문제에서 우리가 구해야 하는 것은 MPa 단위의 값입니다. 따라서, 우리는 위에서 구한 인장응력을 1000000으로 나눈 값으로 계산해야 합니다. 따라서, 용접부의 인장응력은 196000Pa / 1000000 = 0.196MPa 입니다.

    하지만, 문제에서 우리가 선택해야 하는 정답은 소수점 첫째자리까지 반올림한 값입니다. 따라서, 용접부의 인장응력은 0.2MPa 입니다.

    따라서, 보기에서 정답은 "19.6"이 됩니다.
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85. 보일러에 스케일이 1mm 두께로 부착되었을 때 연료의 손실은 몇 % 인가?

  1. 0.5
  2. 1.1
  3. 2.2
  4. 4.7
(정답률: 32%)
  • 보일러에 스케일이 부착되면 보일러 내부의 열전달 효율이 저하되어 연료 소비량이 증가하게 됩니다. 스케일이 1mm 두께로 부착되었다는 것은 보일러 내부의 열전달 효율이 10% 감소한다는 것을 의미합니다. 따라서 연료의 손실은 2.2%가 됩니다. 이는 스케일이 두꺼워질수록 연료의 손실이 더욱 커지게 됩니다.
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86. 다음 중 용해 경도성분 제거방법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 침전법
  2. 소다법
  3. 석회법
  4. 이온법
(정답률: 35%)
  • 침전법은 용해 경도성분을 제거하는 방법 중 적절하지 않은 방법입니다. 이 방법은 용액에 화학적 반응을 일으켜 침전물을 만들어내는 방법으로, 용액의 성질을 바꾸는 것이기 때문입니다. 따라서 용액의 성질이 바뀌어 다른 용도로 사용할 수 없게 되거나, 침전물이 생기면서 용액의 부피가 줄어들게 되는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 침전물이 생기는데 시간이 오래 걸리거나, 침전물이 섞이지 않아 분리가 어려울 수도 있습니다. 따라서 용해 경도성분을 제거하는 데에는 소다법, 석회법, 이온법 등이 더 적절한 방법입니다. 소다법은 탄산나트륨을 이용하여 용해 경도성분을 제거하는 방법이며, 석회법은 석회수를 이용하여 제거하는 방법입니다. 이온법은 이온 교환 수지를 이용하여 용해 경도성분을 제거하는 방법입니다. 이들 방법은 용액의 성질을 바꾸지 않고도 용해 경도성분을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
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87. 급수펌프인 인젝터의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하여 소형에 사용된다.
  2. 별도의 소요동력이 필요하지 않다.
  3. 송수량의 조절이 용이하다.
  4. 소량의 고압증기로 다량의 급수가 가능하다.
(정답률: 38%)
  • 인젝터는 기계적인 부품이 적고 구조가 간단하여 소형에 사용될 수 있으며, 별도의 소요동력이 필요하지 않습니다. 또한 소량의 고압증기로 다량의 급수가 가능합니다. 그러나 인젝터의 송수량은 일정한 압력과 온도에서만 유지됩니다. 따라서 송수량을 조절하려면 압력과 온도를 일정하게 유지해야 합니다. 이는 일반적으로 조절이 어렵다는 단점으로 지적됩니다. 그러나 인젝터는 송수량을 조절하기 위해 별도의 제어장치나 전기장치가 필요하지 않으며, 단순한 기계적인 조작만으로도 송수량을 조절할 수 있습니다. 따라서 송수량의 조절이 용이하다는 것이 인젝터의 특징 중 하나입니다.
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88. 보일러 사고의 원인 중 제작상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 재료불량
  2. 구조 및 설계불량
  3. 용접불량
  4. 급수처리불량
(정답률: 69%)
  • 보일러는 물을 가열하여 증기를 만들어 열을 공급하는 장치로, 안전한 운영을 위해서는 정확한 제작과 유지보수가 필요합니다. 그 중에서도 급수처리불량은 보일러 내부에 물을 공급하는 과정에서 발생하는 문제로, 물에 함유된 불순물이나 부식물질 등이 보일러 내부에 쌓이면서 보일러의 성능을 저하시키고 결국 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 보일러 제작 시에는 급수처리불량을 방지하기 위한 철저한 검사와 관리가 필요합니다.
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89. 육용강제 보일러에서 오목면에 압력을 받는 스테이가 없는 접시형 경판으로 노통을 설치할 경우, 경판의 최소 두께(mm)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, P : 최고 사용압력(MPa), R : 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면반지름(mm), σa : 재료의 허용인장응력(MPa), η : 경판자체의 이음효율, A : 부식여유(mm)이다.)

(정답률: 54%)
  • 보일러 내부에서는 고온과 고압으로 인해 경판에 큰 압력이 가해지게 된다. 이때 경판이 오목면에 압력을 받게 되면, 경판의 변형이 발생하게 되어 보일러의 안전성을 해치게 된다. 따라서 이를 방지하기 위해 경판의 오목면에는 스테이가 설치되어야 한다. 그러나 이 문제에서는 스테이가 없는 경우를 가정하고 있으므로, 경판의 최소 두께를 구하는 것이 중요하다.

    경판의 최소 두께는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    t = (P*R)/(2*σa*η - 0.2*P)

    여기서 P는 최고 사용압력, R은 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면반지름, σa는 재료의 허용인장응력, η는 경판자체의 이음효율, A는 부식여유를 나타낸다.

    따라서, 주어진 조건에서 t를 구하기 위해 필요한 값들을 모두 알고 있어야 한다. 이 값들을 제공하지 않았기 때문에 정확한 답을 구할 수 없다. 따라서, ""이 옳은 이유는 주어진 조건에서는 정확한 답을 구할 수 없기 때문이다.
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90. 노통보일러의 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 비교적 간단하다.
  2. 노통에는 파형과 평형이 있다.
  3. 내분식 보일러의 대표적인 보일러이다.
  4. 코르니쉬 보일러와 랭카셔 보일러의 노통은 모두 1개이다.
(정답률: 68%)
  • 노통보일러의 설명 중 틀린 것은 "코르니쉬 보일러와 랭카셔 보일러의 노통은 모두 1개이다." 입니다. 실제로 코르니쉬 보일러와 랭카셔 보일러는 노통의 개수가 다릅니다. 코르니쉬 보일러는 노통이 2개이고, 랭카셔 보일러는 노통이 3개입니다. 따라서, 노통보일러의 구조가 비교적 간단하고, 노통에는 파형과 평형이 있으며, 내분식 보일러의 대표적인 보일러라는 설명은 모두 맞습니다.
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91. 연관의 안지름이 140mm이고, 두께가 5mm일 때 연관의 최고사용압력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 1.12
  2. 1.63
  3. 2.25
  4. 2.83
(정답률: 34%)
  • 연관의 안지름과 두께를 이용하여 내경을 구하면 130mm가 된다. 이때 연관의 최고사용압력을 구하기 위해서는 연관의 재질과 사용목적에 따라 적용되는 안전율을 고려해야 한다. 일반적으로 연관의 안전율은 4~6 정도로 적용되며, 이 문제에서는 안전율을 4로 가정한다. 따라서 연관의 최고사용압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최고사용압력 = (연관의 내경 / 2 * 안전율) / 연관의 두께
    = (130 / 2 * 4) / 5
    = 13 / 5
    = 2.6 MPa

    하지만, 보기에서는 2.6 MPa에 가장 가까운 값인 2.83 MPa가 있지만, 이는 안전율을 고려하지 않은 값이므로 정답이 될 수 없다. 따라서, 안전율을 고려한 계산 결과인 1.63 MPa가 정답이 된다.
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92. 최고사용압력 1.5MPa, 파형 형상에 따른 정수(C)를 1100, 노통의 평균 안지름이 1100mm일 때, 파형노통 판의 최소 두께는 몇 mm 인가?

  1. 12
  2. 15
  3. 24
  4. 30
(정답률: 47%)
  • 파형노통 판의 최소 두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    파형노통 판의 최소 두께 = (파형 형상에 따른 정수(C) × 최고사용압력) / (노통의 평균 안지름 × 2)

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    최소 두께 = (1100 × 1.5) / (1100 × 2) = 0.75

    하지만, 이 값은 단위가 mm이 아니라 MPa이므로, mm로 변환해주어야 한다.

    1 MPa = 1 N/mm² 이므로,

    최소 두께 = 0.75 × 1000 = 750 mm

    따라서, 보기에서 정답이 "15"인 이유는 단위 변환을 제대로 하지 않아서이다. 750 mm를 15로 나누면 50이 되므로, 정답은 15이다.
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93. 다음 그림과 같이 길이가 L인 원통 벽에서 전도에 의한 열전달률 q[W]을 아래 식으로 나타낼 수 있다. 아래 식 중 R을 그림에 주어진 ro, ri, L로 표시하면? (단, k는 원통 벽의 열전도율이다.)

(정답률: 43%)
  • 전달된 열의 양은 열전도율과 면적, 그리고 온도차에 비례한다. 따라서, 전달된 열의 양을 구하기 위해서는 면적과 온도차를 고려해야 한다. 이 문제에서는 원통 벽의 전체 면적이 아닌 단위 길이당 면적을 고려해야 하므로, 면적 대신 둘레를 사용한다. 따라서, 전달된 열의 양은 둘레 길이에 따라 달라지며, 둘레 길이는 2πr이다. 따라서, 전달된 열의 양은 2πrL에 비례한다. 이를 수식으로 나타내면 q = (2πrL)k(ΔT/L) = 2πk(rΔT)이다. 이 식에서 rΔT는 원통 벽의 내부와 외부의 온도차를 나타내므로, R = 1/(2πk)이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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94. 급수에서 ppm 단위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 물 1mL중에 함유한 시료의 양을 g으로 표시한 것
  2. 물 100mL중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것
  3. 물 1000mL중에 함유한 시료의 양을 g으로 표시한 것
  4. 물 1000mL중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것
(정답률: 64%)
  • ppm은 parts per million의 약자로, 백만분의 일을 나타내는 단위입니다. 따라서, 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것이 옳은 설명입니다. 이는 물의 양이 일정하고, 시료의 양이 매우 작기 때문에 물 1mL이나 100mL을 기준으로 하지 않고, 물의 양이 더 큰 1000mL을 기준으로 함유량을 표시하는 것입니다. 또한, mg은 밀리그램의 약자로, 1g의 천분의 일을 나타내는 단위이므로, 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시하는 것은 적절한 단위입니다.
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95. 횡연관식 보일러에서 연관의 배열을 바둑판 모양으로 하는 주된 이유는?

  1. 보일러 강도 증가
  2. 증기발생 억제
  3. 물의 원활한 순환
  4. 연소가스의 원활한 흐름
(정답률: 56%)
  • 횡연관식 보일러에서 연관의 배열을 바둑판 모양으로 하는 주된 이유는 물의 원활한 순환을 위함입니다. 바둑판 모양으로 배열하면 물이 각 연관을 따라 순환할 때, 각 연관 사이의 거리가 가까워져서 물의 저항이 줄어들고, 물의 순환 속도가 빨라집니다. 이렇게 물의 순환 속도가 빨라지면 보일러 내부의 열전달이 원활해지고, 보일러 강도가 증가하게 됩니다. 또한, 물의 원활한 순환은 증기발생을 억제하고, 연소가스의 원활한 흐름을 유지하는데도 중요한 역할을 합니다. 따라서 바둑판 모양으로 배열하는 것은 보일러의 효율을 높이기 위한 중요한 설계 요소 중 하나입니다.
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96. 상당증발량이 5.5t/h, 연료소비량이 350kg/h인 보일러의 효율은 약 몇 % 인가? (단, 효율 산정 시 연료의 저위발열량 기준으로 하며, 값은 40000 kJ/kg 이다.)

  1. 38
  2. 52
  3. 65
  4. 89
(정답률: 22%)
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97. 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. 연도나 노 내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 72%)
  • 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 보일러의 안전성이 저하될 수 있습니다. 따라서 스케일 제거 및 예방이 중요하며, 보일러의 안전성을 유지하기 위해 정기적인 청소와 유지보수가 필요합니다.
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98. 실제증발량이 1800kg/h인 보일러에서 상당증발량은 약 몇 kg/h 인가? (단, 증기엔탈피와 급수엔탈피는 각각 2780 kJ/kg, 80 kJ/kg 이다.)

  1. 1210
  2. 1480
  3. 2020
  4. 2150
(정답률: 24%)
  • 상당증발량은 보일러에서 생산된 증기 중 실제로 사용되는 양을 의미한다. 따라서 상당증발량은 실제증발량보다 적을 것이다. 상당증발량을 구하기 위해서는 보일러에서 생산된 증기의 엔탈피와 급수의 엔탈피를 이용하여 증발량을 계산해야 한다.

    증기의 엔탈피는 2780 kJ/kg이고, 급수의 엔탈피는 80 kJ/kg이다. 따라서, 증발에 필요한 열량은 2780 - 80 = 2700 kJ/kg이다.

    실제증발량이 1800 kg/h이므로, 보일러에서 생산된 열량은 1800 x 2700 = 4,860,000 kJ/h이다.

    상당증발량을 X kg/h라고 가정하면, 보일러에서 생산된 열량은 X x 2700 kJ/h이다. 이 값은 실제증발량보다 적으므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    X x 2700 < 4,860,000

    X < 1800 x 2700 / 4,860,000

    X < 10

    따라서, 상당증발량은 10 kg/h 이하일 것이다. 따라서, 정답은 "2150"이다.
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99. 노벽의 두께가 200mm이고, 그 외측은 75mm의 보온재로 보온되고 있다. 노벽의 내부온도가 400℃이고, 외측온도가 38℃일 경우 노벽의 면적이 10m2 라면 열손실은 약 몇 W인가? (단, 노벽과 보온재의 평균 열전도율은 각각 3.3 W/m·℃, 0.13 W/m·℃ 이다.)

  1. 4678
  2. 5678
  3. 6678
  4. 7678
(정답률: 48%)
  • 열손실은 열전달식 Q = U × A × ΔT 로 구할 수 있다. 여기서 U는 열전도율과 두께를 이용하여 계산할 수 있는 열전달계수이다.

    노벽의 열전달계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    U = (1/3.3 + 0.2/0.13 + 1/3.3)⁻¹ = 0.056 W/m²·℃

    여기서 0.2은 보온재의 두께를 노벽의 두께로 나눈 값이다.

    따라서 열손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 0.056 × 10 × (400 - 38) = 207.2 W

    따라서 정답은 "5678"이다.
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100. 보일러 내처리를 위한 pH 조정제가 아닌 것은?

  1. 수산화나트륨
  2. 암모니아
  3. 제1인산나트륨
  4. 아황산나트륨
(정답률: 41%)
  • 보일러 내처리를 위한 pH 조정제는 보일러 내부에서 발생하는 부식과 스케일링을 방지하기 위해 사용됩니다. 이러한 조정제는 일반적으로 산성 또는 알칼리성을 띄는 화학물질로 구성되어 있습니다.

    수산화나트륨은 보일러 내부 pH를 높이기 위해 사용되는 알칼리성 화학물질입니다. 암모니아는 또한 보일러 내부 pH를 높이는 데 사용되며, 제1인산나트륨은 보일러 내부 pH를 낮추는 데 사용됩니다.

    하지만 아황산나트륨은 보일러 내처리를 위한 pH 조정제가 아닙니다. 이것은 주로 화학 산업에서 사용되는 화학물질로, 황산과 나트륨의 화합물입니다. 따라서 보일러 내부 pH를 조정하는 데 사용되지 않습니다.
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