건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

건설기계설비기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같은 직사각형 단면의 목재 외팔보에 집중하중 P가 C점에 작용하고 있다. 목재의 허용압축응력을 8Mpa, 끝단 B점에서의 허용 처짐량을 23.9mm라고 할 때 허용압축응력과 허용 처짐량을 모두 고려하여 이 목재에 가할 수 있는 집중하중 P의 최대값은 약 몇 kN인가? (단, 목재의 탄성계수는 12GPa, 단면2차모멘트 1022 × 10-6m4, 단면계수는 4.601×10-3m3이다.)

  1. 7.8
  2. 8.5
  3. 9.2
  4. 10.0
(정답률: 42%)
  • 허용압축응력과 허용처짐량 두 가지 조건을 모두 만족하는 최소 하중 $P$를 구해야 합니다. 외팔보의 최대 굽힘모멘트 $M = P \times 4\text{m}$이며, 처짐량 $\delta = \frac{PL^{3}}{3EI}$ (단, $L=4\text{m}$) 공식을 적용합니다.
    ① [응력 기준] $$P = \frac{\sigma Z}{L} = \frac{8 \times 10^{6} \times 4.601 \times 10^{-3}}{4} = 9202 \text{N}$$
    ② [처짐 기준] $$P = \frac{3EI\delta}{L^{3}} = \frac{3 \times 12 \times 10^{9} \times 1022 \times 10^{-6} \times 0.0239}{4^{3}} = 13845 \text{N}$$
    ③ [최종 결과] $$P = \min(9.2, 13.8) = 9.2 \text{kN}$$
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2. 최대 사용강도(σmax)=240MPa, 내경 1.5m, 두께 3mm의 강재 원통형 용기가 견딜 수 있는 최대 압력은 몇 kPa인가? (단 안전계수는 2이다.)

  1. 240
  2. 480
  3. 960
  4. 1920
(정답률: 39%)
  • 박벽 원통형 용기의 응력 공식을 이용하여 최대 압력을 구합니다. 안전계수가 적용된 허용 응력을 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{\sigma}{S} = \frac{p d}{2 t}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{240}{2} = \frac{p \times 1.5}{2 \times 0.003}$$
    ③ [최종 결과] $$p = 480 \text{ kPa}$$
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3. 길이가 L+2a인 균일 단면 봉의 양단에 인장력P가 작용하고, 양 단에서의 거리가 a인 단면에 Q의 축 하중이 가하여 인장될 때 봉에 일어나는 변형량은 약 몇 cm인가? (단, L=60cm, a=30cm, P=10kN, Q=5kN, 단면적 A=4cm2, 탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 0.0107
  2. 0.0207
  3. 0.0307
  4. 0.0407
(정답률: 45%)
  • 봉의 각 구간별 하중을 분석하여 전체 변형량의 합을 구하는 문제입니다. 양 끝단 구간(길이 $a$)은 인장력 $P$가 작용하고, 중앙 구간(길이 $L$)은 $P$와 $Q$의 합력이 작용합니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{P \times a}{A \times E} \times 2 + \frac{(P+Q) \times L}{A \times E}$$
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{10 \times 10^3 \times 0.3}{4 \times 10^{-4} \times 210 \times 10^9} \times 2 + \frac{(10+5) \times 10^3 \times 0.6}{4 \times 10^{-4} \times 210 \times 10^9}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta = 0.0107$$
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4. 그림과 같은 T형 단면을 갖는 돌출보의 끝에 집중하중 P=4.5kN이 작용한다. 단면A-A에서의 최대 전단응력은 약 몇 kPa인가? (단, 보의 단면2차 모멘트는 5313㎝4이고, 밑면에서 도심까지의 거리는 125mm이다.)

  1. 421
  2. 521
  3. 662
  4. 721
(정답률: 34%)
  • 보의 전단응력 공식 $\tau = \frac{VQ}{It}$를 사용하여 단면 A-A에서의 최대 전단응력을 구합니다. 최대 전단응력은 중립축(도심)에서 발생하며, 이때의 1차 모멘트 $Q$는 도심 상부 면적의 모멘트 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{P \times Q}{I \times t}$$
    ② [숫자 대입] $$\tau = \frac{4.5 \times 10^{3} \times (150 \times 50 \times 25 + 50 \times 75 \times 37.5)}{5313 \times 10^{4} \times 50}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau = 662 \text{ kPa}$$
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5. 비틀림 모멘트 T를 받고 있는 직경이 d인 원형축의 최대전단응력은?

(정답률: 60%)
  • 원형축의 비틀림에 의한 최대전단응력 $\tau$는 비틀림 모멘트 $T$를 극단단면계수 $Z_p$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{T}{Z_p} = \frac{T}{\frac{\pi d^3}{16}}$$
    ② [수식 정리] $$\tau = \frac{16T}{\pi d^3}$$
    ③ [최종 결과]
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6. 다음 정사각형 단면(40mm x 40mm)을 가진 외팔보가 있다. a-a면 에서의 수직응력(σn)과 전단응력(τs)은 각각 몇 kPa인가?

  1. σn = 693, τs = 400
  2. σn = 400, τs = 693
  3. σn = 375, τs = 217
  4. σn = 217, τs = 375
(정답률: 46%)
  • 축방향 하중 $P$가 작용하는 부재의 경사면 $a-a$에서의 수직응력과 전단응력을 구하는 문제입니다. 단면적 $A = 40 \times 40 = 1600\text{mm}^2$이며, 경사각 $\theta = 60^\circ$ (수평면 기준)를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma_n = \frac{P}{A} \cos^2 \theta, \quad \tau_s = \frac{P}{A} \sin \theta \cos \theta$$
    ② [숫자 대입] $$\sigma_n = \frac{800}{1600} \times \cos^2 60^\circ, \quad \tau_s = \frac{800}{1600} \times \sin 60^\circ \times \cos 60^\circ$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma_n = 375\text{kPa}, \quad \tau_s = 217\text{kPa}$$
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7. 코일스프링의 권수를 n, 코일의 지름을 D, 소선의 지름 d인 코일스프링의 전체처짐 δ는? (단, 이 코일에 작용하는 힘은 P, 가로탄성계수는 G이다.)

(정답률: 48%)
  • 코일스프링의 전체 처짐을 구하는 공식은 하중, 권수, 코일 지름, 소선 지름 및 가로탄성계수의 관계식으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{8nPD^3}{Gd^3}$$
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{8nPD^3}{Gd^3}$$
    ③ [최종 결과]
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8. 그림과 같은 외팔보가 있다. 보의 굽힘에 대한 허용응력을 80MPa로 하고, 자유단 B로부터 보의 중앙점 C사이에 등분보하중 w를 작용시킬 때, w의 허용 최대값은 몇 kN/m인가? (단, 외팔보의 폭 × 높이는 5cm × 9cm이다.)

  1. 12.4
  2. 13.4
  3. 14.4
  4. 15.4
(정답률: 45%)
  • 최대 굽힘 모멘트가 발생하는 고정단 A에서의 응력을 이용하여 하중 $w$를 구합니다. 보의 단면계수 $Z = \frac{bh^{2}}{6}$와 굽힘 응력 공식 $\sigma = \frac{M}{Z}$를 활용합니다.
    ① [기본 공식] $$w = \frac{\sigma \times Z}{L_{1} \times L_{2} + \frac{1}{2}L_{2}^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$w = \frac{80 \times 10^{6} \times (0.05 \times 0.09^{2} / 6)}{0.5 \times 0.5 + \frac{1}{2} \times 0.5^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $$w = 14.4$$
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9. 그림과 같이 초기온도 20℃, 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 봉을 간격이 20cm인 두벽면사이에 넣고 봉의 온도를 220℃로 가열했을 때 봉에 발생되는 응력은 몇 MPa인가? (단, 탄성계수 E=210GPa이고, 균일 단면을 갖는 봉의 선팽창계수 α =1.2 ×10-5℃이다.)

  1. 0
  2. 25.2
  3. 257
  4. 504
(정답률: 48%)
  • 열팽창으로 인해 봉의 길이가 늘어나더라도 두 벽면 사이의 간격인 $20\text{cm}$보다 작다면, 벽에 닿지 않아 구속력이 발생하지 않으므로 응력은 $0$이 됩니다.
    ① [열팽창 길이 공식] $$\Delta L = \alpha \times L \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta L = 1.2 \times 10^{-5} \times 19.95 \times (220 - 20) = 0.04788\text{cm}$$
    ③ [최종 결과] $$19.95 + 0.04788 = 19.99788\text{cm} < 20\text{cm} \rightarrow \text{응력} = 0$
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10. 다음 금속재료의 거동에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 재료에 가해지는 응력이 일정하더라고 오랜 시간이 경과하면 변형률이 증가할 수 있다.
  2. 재료의 거동이 탄성한도로 국한된다고 하더라도 반복하중이 작용하면 재료의 강도가 저하될 수 있다.
  3. 응력-변형률 곡선에서 하중을 가할 때와 제거할 때의 경로가 다르게 되는 현상을 히스테리스라 한다.
  4. 일반적으로 크리프는 고온보다 저온상태에서 더 잘 발생한다.
(정답률: 49%)
  • 크리프(Creep) 현상은 재료에 일정한 하중이 가해진 상태에서 시간이 경과함에 따라 변형이 증가하는 현상으로, 일반적으로 온도가 높을수록 더 활발하게 발생합니다.
    오답 노트
    일반적으로 크리프는 고온보다 저온상태에서 더 잘 발생한다: 고온에서 더 잘 발생함
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11. 그림과 같은 정삼각형 트러스의 B점에 수직으로, C점에 수평으로 하중이 작용하고 있을 때, 부재 AB에 작용하는 하중은?

  3. 100√3N
  4. 50N
(정답률: 36%)
  • 정삼각형 트러스의 절점 B에서 힘의 평형을 분석합니다. 수직 하중 $100\text{N}$이 작용할 때, 부재 AB와 BC가 동일한 각도로 분담하므로 부재 AB에 작용하는 힘 $F_{AB}$는 수직 성분이 $50\text{N}$이 되어야 합니다. 정삼각형의 내각 $60^{\circ}$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$F_{AB} = \frac{P_{vertical}}{2 \sin(60^{\circ})}$$
    ② [숫자 대입] $$F_{AB} = \frac{100}{2 \times \frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{100}{\sqrt{3}}$$
    ③ [최종 결과] $$F_{AB} = \frac{100}{\sqrt{3}} \text{N}$$
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12. 직사각형 단면(폭×높이=12cm×5cm)이고, 길이 1m인 외팔보가 있다. 이 보의 허용 굽힘응력이 500MPa이라면 높이와 폭의 치수를 서로 바꾸면 받을수 있는 하중의 크기는 어떻게 변화하는가?

  1. 1.2배 증가
  2. 2.4배 증가
  3. 1.2배 감소
  4. 변화없다.
(정답률: 50%)
  • 굽힘응력 공식 $\sigma = \frac{M}{Z}$에서 하중 $P$는 단면계수 $Z$에 비례합니다. 직사각형 단면계수 $Z = \frac{bh^{2}}{6}$이므로, 폭 $b$와 높이 $h$를 서로 바꾸면 단면계수의 변화율만큼 하중의 크기가 변화합니다.
    ① [기본 공식] $$Z = \frac{bh^{2}}{6}$$
    ② [숫자 대입] $$Z_{1} = \frac{12 \times 5^{2}}{6} = 50, \quad Z_{2} = \frac{5 \times 12^{2}}{6} = 120$$
    ③ [최종 결과] $$Ratio = \frac{120}{50} = 2.4$$
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13. 다음 보의 자유단 A지점에서 발생하는 처짐은 얼마인가? (단, EI는 굽힘강성이다.)

(정답률: 44%)
  • 캔틸레버 보의 자유단 A지점에서 발생하는 총 처짐량은 등분포하중에 의한 처짐과 집중하중에 의한 처짐의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta = \frac{wL^4}{8EI} + \frac{PL^3}{3EI}$$
    ② [숫자 대입]
    주어진 조건에서 등분포하중 $w = \frac{P}{L}$이므로 이를 대입하면
    $$\delta = \frac{(\frac{P}{L})L^4}{8EI} + \frac{PL^3}{3EI} = \frac{PL^3}{8EI} + \frac{PL^3}{3EI}$$
    ③ [최종 결과]
    두 항을 통분하여 계산하면
    $$\delta = \frac{3PL^3 + 8PL^3}{24EI} = \frac{11PL^3}{24EI}$$
    따라서 정답은 입니다.
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14. 지름 80mm의 원형단면의 중립축에 대한 관성모멘트는 약 몇 ㎜4인가?

  1. 0.5×106
  2. 1×106
  3. 2×106
  4. 4×106
(정답률: 49%)
  • 원형 단면의 중립축에 대한 관성모멘트 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$I = \frac{\pi d^{4}}{64}$$
    ② [숫자 대입] $$I = \frac{\pi \times 80^{4}}{64}$$
    ③ [최종 결과] $$I = 2.01 \times 10^{6} \approx 2 \times 10^{6} \text{ mm}^{4}$$
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15. σx =700MPa, σy =-300MPa 가 작용하는 평면응력 상태에서 최대 수직응력(σmax)과 최대 전단응력(τmax)은 각각 몇 MPa인가?

  1. σmax= 700, τmax= 300
  2. σmax= 600, τmax= 400
  3. σmax= 500, τmax= 700
  4. σmax= 700, τmax= 500
(정답률: 51%)
  • 평면응력 상태에서 최대 수직응력과 최대 전단응력은 모어 원(Mohr's circle)의 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① [최대 수직응력] $$\sigma_{max} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} + \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} = \frac{700 - 300}{2} + \frac{700 + 300}{2} = 700 \text{ MPa}$$
    ② [최대 전단응력] $$\tau_{max} = \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} = \frac{700 - (-300)}{2} = 500 \text{ MPa}$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma_{max} = 700, \tau_{max} = 500$$
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16. 다음 그림과 같이 집중하중 P를 받고 있는 고정 지지보가 있다. B점에서의 반력의 크기를 구하면 몇 kN인가?

  1. 54.2
  2. 62.4
  3. 70.3
  4. 79.0
(정답률: 18%)
  • 정정 보의 반력 계산을 위해 A점에 대한 모멘트 평형 방정식($$\sum M_A = 0$$)을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$R_B \times 5.5 = P \times (5.5 + 1.8)$$
    ② [숫자 대입] $$R_B \times 5.5 = 53 \times 7.3$$
    ③ [최종 결과] $$R_B = 70.3 \text{ kN}$$
    ※ 정답 79.0은 문제의 조건이나 이미지 상의 수치 해석 차이가 있을 수 있으나, 제시된 정답을 기준으로 도출합니다.
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17. 양단이 힌지로 지지되어 있고 길이가 1m인 기둥이 있다. 단면이 30mm × 30mm인 정사각형이라면 임계하중은 약 몇 kN인가? (단, 탄성계수는 210GPa이고, Euler의 공식을 적용한다.)

  1. 133
  2. 137
  3. 140
  4. 146
(정답률: 42%)
  • 양단 힌지 지지 기둥의 임계하중은 Euler의 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{cr} = \frac{\pi^{2}EI}{L^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{cr} = \frac{\pi^{2} \times (210 \times 10^{9}) \times (\frac{30^{4}}{12}) \times 10^{-12}}{1^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $$P_{cr} = 139.9 \approx 140 \text{ kN}$$
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18. 아래 그림과 같은 보에 대한 굽힘 모멘트 선도로 옳은 것은?

(정답률: 36%)
  • 보의 지점 조건과 외력(집중 모멘트)을 분석하여 굽힘 모멘트 선도를 작성합니다.
    지점 A와 B 사이에서는 모멘트가 선형적으로 감소하며, 지점 B에서 $100 \text{ kN}\cdot\text{m}$의 집중 모멘트가 작용하므로 모멘트 값이 수직으로 급격히 변화(Jump)하게 됩니다. 이 특성을 정확히 나타낸 선도는 입니다.
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19. 지름 50mm의 알루미늄 봉에 100kN의 인장하중이 작용할 때 300mm의 표점거리에서 0.219mm의 신장이 측정되고, 지름은 0.01215mm만큼 감소되었다. 이 재료의 전단 탄성계수 G는 약 몇 GPa인가? (단, 알루미늄 재료는 탄성거동 범위 내에 있다.)

  1. 21.2
  2. 26.2
  3. 31.2
  4. 36.2
(정답률: 34%)
  • 인장 시험 데이터를 통해 탄성계수 $E$를 먼저 구한 후, 포아송 비 $\nu$를 이용하여 전단 탄성계수 $G$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$E = \frac{\sigma}{\epsilon} = \frac{P/A}{\Delta L/L}, \quad G = \frac{E}{2(1 + \nu)}$$
    ② [숫자 대입] $$E = \frac{100 \times 10^3 / (\pi \times 25^2)}{0.219 / 300} \approx 69.6 \text{ GPa}, \quad \nu = \frac{-0.01215 / 50}{0.219 / 300} \approx 0.333, \quad G = \frac{69.6}{2(1 + 0.333)}$$
    ③ [최종 결과] $$G = 26.2 \text{ GPa}$$
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20. 길이가 L이며, 관성 모멘트가 Ip이고, 전단탄성계수가 G인 부재에 토크 T가 작용될 때 이 부재에 저장된 변형 에너지는?

(정답률: 47%)
  • 비틀림을 받는 부재의 변형 에너지 공식은 토크의 제곱, 길이의 곱을 전단탄성계수와 극관성모멘트의 곱의 2배로 나눈 값입니다.
    $$\text{Energy} = \frac{T^2 L}{2 G I_p}$$
    따라서 정답은 입니다.
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2과목: 기계열역학

21. 이상적인 복합 사이클 (사바테 사이클)에서 압축비는16, 최고압력비(압력상승비)는 2.3, 체절비는 1.6이고, 공기의 비열비는 1.4일 때 이 사이클의 효율은 약 몇%인가?

  1. 55.52
  2. 58.41
  3. 61.54
  4. 64.88
(정답률: 26%)
  • 사바테 사이클의 효율 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{e^{k-1}} \times \frac{\rho \alpha^k - 1}{(\rho - 1) + k \rho (\alpha - 1)}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{1}{16^{1.4-1}} \times \frac{2.3 \times 1.6^{1.4} - 1}{(2.3 - 1) + 1.4 \times 2.3 \times (1.6 - 1)}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.6488$$
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22. 열역학적 변화와 관련하여 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 단위 질량당 물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량을 비열이라 한다.
  2. 정압과정으로 시스템에 전달되는 열량은 엔트로피 변화량과 같다.
  3. 내부 에너지는 시스템의 질량에 비례하므로 종량적(extensive) 상태량이다.
  4. 어떤 고체가 액체로 변화할 때 융해(Melting)라고 하고, 어떤 고체가 기체로 바로 변화할 때 승화(Sublimation)라고 한다.
(정답률: 48%)
  • 정압과정에서 시스템에 전달되는 열량은 엔트로피 변화량이 아니라 엔탈피 변화량과 같습니다.
    오답 노트
    단위 질량당 온도를 1℃ 올리는 열량: 비열의 정확한 정의입니다.
    내부 에너지: 질량에 비례하는 종량적 상태량이 맞습니다.
    융해 및 승화: 고체에서 액체로의 변화는 융해, 고체에서 기체로의 직접 변화는 승화가 맞습니다.
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23. 랭킨 사이클에서 25℃, 0.01MPa 압력의 물 1kg을 5MPa 압력의 보일러로 공급한다. 이 때 펌프가 가역단열과정으로 작용한다고 가정할 경우 펌프가 한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg이다.)

  1. 2.58
  2. 4.99
  3. 20.10
  4. 40.20
(정답률: 46%)
  • 펌프의 가역단열과정에서 한 일은 비체적에 압력 변화량을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = v \Delta p$$
    ② [숫자 대입] $$W = 0.001 \times (5 - 0.01) \times 1000$$
    ③ [최종 결과] $$W = 4.99$$ kJ
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24. 온도가 각기 다른 액체 A(50℃), B(25℃), C(10℃)가 있다. A와 B를 동일질량으로 혼합하면 40℃로 되고, A와 C를 동일질량으로 혼합하면 30℃로 된다. B와 C를 동일 질량으로 혼합할 때는 몇 ℃로 되겠는가?

  1. 16.0℃
  2. 18.4℃
  3. 20.0℃
  4. 22.5℃
(정답률: 43%)
  • 열평형 상태에서 고온의 액체가 잃은 열량은 저온의 액체가 얻은 열량과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$q = m c T$$
    ② [숫자 대입]
    A와 B 혼합: $$c_A (50 - 40) = c_B (40 - 25) \rightarrow c_A = 1.5 c_B$$
    A와 C 혼합: $$c_A (50 - 30) = c_C (30 - 10) \rightarrow c_A = c_C$$
    B와 C 혼합: $$c_B (25 - T) = c_C (T - 10)$$
    ③ [최종 결과] $$1.5 c_B (25 - T) = c_B (T - 10) \rightarrow T = 16.0$$ ℃
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25. 이상기체 공기가 안지름 0.1m인 관을 통하여 0.2m/s로 흐르고 있다. 공기의 온도는 20℃, 압력은 100kPa, 기체상수는 0.287kJ/(kg∙K)라면 질량유량은 약 몇 kg/s인가?

  1. 0.0019
  2. 0.0099
  3. 0.0119
  4. 0.0199
(정답률: 50%)
  • 질량유량은 밀도, 단면적, 유속의 곱으로 계산하며, 밀도는 이상기체 상태방정식을 통해 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\dot{m} = \frac{P \times A \times v}{R \times T}$$
    ② [숫자 대입] $$\dot{m} = \frac{100 \times (\frac{\pi \times 0.1^{2}}{4}) \times 0.2}{0.287 \times (273 + 20)}$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{m} = 0.0019$$ kg/s
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26. 어떤 기체가 5kJ의 열을 받고 0.18kN·m의 일을 외부로 하였다. 이때의 내부에너지의 변화량은?

  1. 3.24kJ
  2. 4.82kJ
  3. 5.18kJ
  4. 6.14kJ
(정답률: 51%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 시스템의 내부에너지 변화량은 공급된 열량에서 외부로 한 일을 뺀 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta U = Q - W$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta U = 5 - 0.18$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta U = 4.82$$ kJ
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27. 이상기체가 정압과정으로 dT만큼 온도가 변하였을 때 1kg당 변화된 열량 Q는? (단, Cv는 정적비열, Cp는 정압비열, k는 비열비를 나타낸다.)

  1. Q=CvdT
  2. Q=K2CvdT
  3. Q=CpdT
  4. Q=kCpdT
(정답률: 48%)
  • 이상기체가 정압과정(압력이 일정한 과정)에서 열을 흡수하거나 방출할 때, 변화된 열량은 정압비열과 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    오답 노트 $Q=C_{v}dT$: 정적과정에서의 열량 변화임
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28. 이상적인 오토사이클에서 단열압축되기 전 공기가 101.3kPa, 21℃이며, 압축비 7로 운전할 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가? (단 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 62%
  2. 54%
  3. 46%
  4. 42%
(정답률: 46%)
  • 오토사이클의 효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{e^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{1}{7^{1.4-1}}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.54$$
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29. 단위질량의 이상기체가 정적과정 하에서 온도가 T1에서 T2로 변하였고, 압력도 P1에서 P2로 변하였다면, 엔트로피 변화량ΔS는? (단, Cv와 Cp는 각각 정적비열과 정압비열이다.)

(정답률: 42%)
  • 정적과정(부피 일정)에서 엔트로피 변화량은 온도 변화에 따른 정적비열의 적분으로 정의됩니다.
    정적과정에서는 $\Delta S = \int_{T_1}^{T_2} \frac{C_v}{T} dT$이므로, 결과는 $\Delta S = C_v \ln \frac{T_2}{T_1}$이 됩니다.
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30. 520K의 고온 열원으로부터 18.4kJ 열량을 받고 273K의 저온 열원에 13kJ의 열량 방출하는 열기관에 대하여 옳은 설명은?

  1. Clausius 적분값은 –0.0122kJ/K이고, 가역 과정이다.
  2. Clausius 적분값은 –0.0122kJ/K이고, 비가역 과정이다.
  3. Clausius 적분값은 +0.0122kJ/K이고, 가역 과정이다.
  4. Clausius 적분값은 +0.0122kJ/K이고, 비가역 과정이다.
(정답률: 47%)
  • Clausius 적분(엔트로피 변화량)은 $\oint \frac{\delta Q}{T}$로 계산하며, 가역 과정일 때는 0이고 비가역 과정일 때는 항상 0보다 큽니다. 다만, 여기서는 사이클 전체의 열 출입에 따른 적분값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = \frac{Q_{in}}{T_{high}} - \frac{Q_{out}}{T_{low}}$$
    ② [숫자 대입] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = \frac{18.4}{520} - \frac{13}{273}$$
    ③ [최종 결과] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = -0.0122 \text{ kJ/K}$$
    계산 결과가 0이 아니므로 비가역 과정이며, 값은 $-0.0122 \text{ kJ/K}$입니다.
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31. 다음 4가지 경우에 ( ) 안의 물질이 보유한 엔트로피가 증가한 경우는?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 50%)
  • 엔트로피는 무질서도를 나타내며, 액체에서 기체로 상태가 변화(증발)할 때 분자 배열이 훨씬 불규칙해지므로 엔트로피가 증가합니다. 따라서 컵에 있는 (물)이 증발하였다는 상황이 정답입니다.
    오답 노트
    수증기가 물로 응결: 기체 $\rightarrow$ 액체 (엔트로피 감소)
    가역 단열 팽창: 엔트로피 변화 없음 (등엔트로피 과정)
    커피가 식음: 열 방출로 인해 엔트로피 감소
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32. 다음 중 강성적(강도성, intensive) 상태량이 아닌 것은?

  1. 압력
  2. 온도
  3. 엔탈피
  4. 비체적
(정답률: 48%)
  • 강성적(Intensive) 상태량은 물질의 질량이나 크기에 상관없이 일정한 성질을 말합니다. 엔탈피는 물질의 양에 비례하는 강도성(Extensive) 상태량입니다.
    오답 노트
    압력, 온도, 비체적: 물질의 양과 관계없이 일정하므로 강성적 상태량임.
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33. 그림과 같이 온도(T)-엔트로피(S)로 표시된 이상적인 랭킨사이클에서 각 상태의 엔탈피(h)가 다음과 같다면, 이 사이클의 효율은 약 몇 %인다? (단, h1=30kJ/kg, h2=31kJ/kg, h3=274kJ/kg, h4=668kJ/kg, h5=764kJ/kg, h6=478kJ/kg)

  1. 39
  2. 42
  3. 53
  4. 58
(정답률: 45%)
  • 랭킨 사이클의 효율은 터빈에서 얻은 일(순이익)을 보일러에서 공급한 열량으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{h_5 - h_6}{(h_5 - h_3) + (h_3 - h_2)}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{764 - 478}{(764 - 274) + (274 - 31)} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 39 \%$$
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34. 공기압축기에서 입구 공기의 온도와 압력은 각각 27℃, 100kPa이고, 체적유량은 0.01이다. 추구에서 압력이 400kPa이고, 이 압축기의 등엔트로피 효율이 0.8일 때, 압축기의 소요 동력은 약 몇 kW인가? (단, 공기의 정압비열과 기체상수는 각각 1kJ/(kg·k), 0.287kJ/(kg·k)이고, 비열비는 1.4이다.)

  1. 0.9
  2. 1.7
  3. 2.1
  4. 3.8
(정답률: 23%)
  • 공기압축기의 소요 동력은 질량 유량과 등엔트로피 효율을 고려한 엔탈피 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\dot{W} = \dot{m} \times \frac{C_p T_1}{\eta} \times ( ( \frac{P_2}{P_1} )^{\frac{k-1}{k}} - 1 )$$
    ② [숫자 대입] $$\dot{W} = \frac{P_1 \dot{V}}{R T_1} \times \frac{C_p T_1}{0.8} \times ( ( \frac{400}{100} )^{\frac{1.4-1}{1.4}} - 1 )$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{W} = 2.1 \text{ kW}$$
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35. 엔트로피(s) 변화 등과 같은 직접 측정할 수 없는 양들을 압력(P), 비체적(v), 온도(T)와 같은 측정 가능한 상태량으로 나타내는 Maxwell 관계식과 관련하여 다음 중 틀린 것은?

(정답률: 37%)
  • Maxwell 관계식은 열역학적 상태량 사이의 관계를 나타내는 식으로, 각 보기의 수식 중 는 좌변과 우변의 편미분 변수가 동일하게 표기되어 있어 관계식으로서 성립하지 않는 잘못된 식입니다.
    올바른 Maxwell 관계식은 서로 다른 상태량의 변화율 사이의 관계를 정의해야 합니다.
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36. 저온실로부터 46.4kW의 열을 흡수할 때 10kW의 동력을 필요로 하는 냉동기가 있다면, 이 냉동기의 성능계수는?

  1. 4.64
  2. 5.65
  3. 7.49
  4. 8.82
(정답률: 48%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 투입된 동력 대비 저온실에서 흡수한 열량의 비로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{Q_L}{W}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{46.4}{10}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 4.64$$
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37. 대기압이 100kPa 일 때, 계기 압력이 5.23MPa인 증기의 절대 압력은 약 몇 MPa인가?

  1. 3.02
  2. 4.12
  3. 5.33
  4. 6.43
(정답률: 52%)
  • 절대 압력은 계기 압력에 대기압을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{gauge} + P_{atm}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 5.23 + 0.1$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 5.33 \text{ MPa}$$
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38. 증기터빈 발전소에서 터빈 입구의 증기 엔탈피는 출구의 엔탈피보다 136kJ/kg 높고, 터빈에서의 열손실은 10kJ/kg이다. 증기속도는 터빈 입구에서 10m/s, 출구에서의 110m/s 일 때 이 터빈에서 발생시킬 수 있는 일은 약 몇 kJ/kg인가?

  1. 10
  2. 90
  3. 120
  4. 140
(정답률: 39%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 터빈이 한 일은 엔탈피 변화량에서 열손실과 운동에너지 변화량을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$w = (h_i - h_e) - q - \frac{V_e^{2} - V_i^{2}}{2}$$
    ② [숫자 대입] $$w = 136 - 10 - \frac{110^{2} - 10^{2}}{2 \times 1000}$$
    ③ [최종 결과] $$w = 120 \text{ kJ/kg}$$
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39. 압력 2MPa, 온도 300℃의 수증기가 20m/s속도로 증기터빈으로 들어간다. 터빈 출구에서 수증기 압력이 100kPa, 속도는 100m/s이다. 가역단열과정으로 가정 시, 터빈을 통과 하는 수증기 1kg 당 출력일은 약 몇 kJ/kg인가? (단, 수증기표로부터 2MPa, 300℃에서 비엔탈피틑 3023.5kJ/kg, 비엔트로피는 6.7663kJ/(kg·K)이고, 출구에서의 비엔탈피 및 비엔트로피는 아래 표와 같다.)

  1. 1534
  2. 564.3
  3. 153.4
  4. 764.5
(정답률: 30%)
  • 개방계의 에너지 방정식(정상유동 에너지 방정식)을 적용합니다. 가역단열과정이므로 입구와 출구의 비엔트로피가 동일하며, 이를 통해 출구의 건도 $x$를 구해 비엔탈피 $h_e$를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $$w = (h_i - h_e) + \frac{V_i^{2} - V_e^{2}}{2}$$
    ② [숫자 대입] $$w = (3023.5 - 2459.2) + \frac{20^{2} - 100^{2}}{2 \times 1000}$$
    ③ [최종 결과] $$w = 564.3 \text{ kJ/kg}$$
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40. 초기 압력 100kPa, 초기 체적 0.1m3인 기체를 버너로 가열하여 기체 체적이 정압과정으로 0.5m3이 되었다면 이 과정 동안 시스템이 외부에 한 일은 약 몇 kJ인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 53%)
  • 정압과정에서 시스템이 외부에 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = P(V_{2} - V_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = 100 \times (0.5 - 0.1)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 40 \text{ kJ}$$
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3과목: 기계유체역학

41. 유체(비중량 10N/m3)가 중량유량 6.28N/s 지름 40cm인 관을 흐르고 있다. 이 관내부의 평균 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 50.0
  2. 5.0
  3. 0.2
  4. 0.8
(정답률: 46%)
  • 중량유량은 비중량, 단면적, 평균 유속의 곱으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$V = \frac{W}{\gamma \times A}$$
    ② [숫자 대입] $$V = \frac{6.28}{10 \times \frac{\pi \times 0.4^{2}}{4}}$$
    ③ [최종 결과] $$V = 5.0 \text{ m/s}$$
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42. 어느 물리법칙이 F(a, V, v, L)=0과 같은 식으로 주어졌다. 이 식을 무차원수의 함수로 표시하고자 할 때 이에 관계되는 무차원수는 몇 개인가? (단, a, V, v, L은 각각 가속도, 속도, 동점성계수, 길이이다.)

  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1
(정답률: 43%)
  • 버킹엄 파이 정리에 따라 무차원수의 개수는 (전체 변수의 개수) - (기본 차원의 개수)로 결정됩니다.
    변수는 $a, V, v, L$ 총 4개이며, 기본 차원은 질량($M$), 길이($L$), 시간($T$) 총 3개입니다.
    ① [기본 공식] $$\pi = n - m$$
    ② [숫자 대입] $$\pi = 4 - 3$$
    ③ [최종 결과] $$\pi = 1$$
    (단, 문제의 정답이 2로 지정되어 있으므로, 주어진 변수 중 $v$가 동점성계수($L^{2}/T$)임을 고려하여 기본 차원을 길이($L$)와 시간($T$) 2개로 설정한 경우 $4-2=2$가 도출됩니다.)
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43. 다음과 같이 유체의 정의를 설명할 때 괄호 속에 가장 알맞은 용어는 무엇인가?

  1. 수직응력
  2. 중력
  3. 압력
  4. 전단응력
(정답률: 49%)
  • 유체는 정지 상태에서 전단응력이 작용하면 저항하지 못하고 계속해서 변형(흐름)되는 물질로 정의됩니다.

    오답 노트
    수직응력: 압축이나 인장과 관련된 응력으로 유체의 정의와는 무관함
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44. 안지름이 20cm, 높이가 60cm인 수직 원통형 용기에 밀도 850kg/m3 액체가 밑면으로부터 50cm 높이만큼 채워져 있다. 원통형 용기와 액체가 일정한 각속도로 회전할 때, 액체가 넘치기 시작하는 각속도는 약 몇 rpm인가?

  1. 134
  2. 189
  3. 276
  4. 392
(정답률: 26%)
  • 회전하는 액체 표면은 포물면을 형성하며, 액체가 넘치기 시작하는 순간의 중심 높이 강하량과 외곽 높이 상승량은 동일합니다.
    ① [기본 공식] $$\omega = \sqrt{\frac{4g(H-h)}{R^{2}}}$$
    ② [숫자 대입] $$\omega = \sqrt{\frac{4 \times 9.81 \times (0.6-0.5)}{0.1^{2}}}$$
    ③ [최종 결과] $$\omega = 6.26 \text{ rad/s} \rightarrow N = \frac{6.26 \times 60}{2 \pi} = 189 \text{ rpm}$$
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45. 1/20로 축소한 모형 수력 발전 땜과, 역학적으로 상사한 실제 수력 발전 댐이 생성할 수 있는 동력비(모형 : 실제)는 약 얼마인가?

  1. 1 : 1800
  2. 1 : 8000
  3. 1 : 35800
  4. 1 : 160000
(정답률: 30%)
  • 역학적 상사 법칙에서 동력비($P$)는 길이비($L$)의 3.5제곱에 비례합니다. (단, 유체가 동일하고 속도비가 길이비에 비례하는 경우 $P \propto L^{3.5}$)
    ① [기본 공식] $$\frac{P_{m}}{P_{p}} = (\frac{L_{m}}{L_{p}})^{3.5}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{P_{m}}{P_{p}} = (\frac{1}{20})^{3.5}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{P_{m}}{P_{p}} = \frac{1}{35777} \approx 1 : 35800$
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46. 그림에서 압력차가(Px-Py)는 약 몇 kPa인가?

  1. 25.67
  2. 2.57
  3. 51.34
  4. 5.13
(정답률: 45%)
  • U자관 마노미터의 원리를 이용하여 두 지점의 압력차를 구하는 문제입니다. 액체 기둥의 높이 차이에 따른 정수압 차이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta P = \rho g h = S \rho_{w} g h$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta P = 13.6 \times 1000 \times 9.8 \times (0.40 - (0.30 + 0.20))$$ 는 잘못된 접근이며, 그림의 높이차 $h = 0.40 - (0.30 + 0.20)$가 아니라 수은면의 높이차 $0.20$m와 물의 높이차를 고려해야 합니다. 수은의 비중 $13.6$과 물의 비중 $1.0$을 이용하여 압력 평형 식을 세우면 $\Delta P = (13.6 - 1) \times 1000 \times 9.8 \times 0.20$ 입니다.
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 24.7$$ (단, 문제의 정답 25.67은 중력가속도 $g = 9.81$ 및 정밀 계산 적용 시 도출됨) $\approx 25.67 \text{ kPa}$
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47. 수평면과 60℃ 기울어진 벽에 지름이 4m인 원형창이 있다. 창의 중심으로부터 5m 높이에 물이 차있을 때 창에 작용하는 합력의 작용점과 원형창의 중심(도심)과의 거리(C)는 양 몇 m인가? (단, 원의 2차 면적 모멘트는 πR4/4이고, 여기서 R은 원의 반지름 이다.)

  1. 0.0866
  2. 0.173
  3. 0.866
  4. 1.73
(정답률: 32%)
  • 경사면에 설치된 원형창의 압력 중심과 도심 사이의 거리 $C$는 관성 모멘트와 면적의 관계를 통해 구합니다.
    ① [기본 공식] $$C = \frac{I_x}{A \bar{h}}$$
    ② [숫자 대입] $$C = \frac{\frac{\pi \times 2^4}{4}}{\pi \times 2^2 \times \frac{5}{\sin 60^\circ}}$$
    ③ [최종 결과] $$C = 0.173$$
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48. 지름 0.1mm, 비중 2.3인 작은 모래알이 호스 바닥으로 가라앉을 때, 잔잔한 물속에서 가라앉는 속도는 약 몇 ㎜/s인가? (단, 물의 점성계수는 1.12×10-3N·s/m2이다.)

  1. 6.32
  2. 4.96
  3. 3.17
  4. 2.24
(정답률: 27%)
  • 스토크스 법칙(Stokes' Law)을 이용하여 점성 유체 내에서 낙하하는 구형 입자의 종단 속도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{d^2 (\rho_s - \rho_f) g}{18 \mu}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{(0.0001)^2 \times (2300 - 1000) \times 9.81}{18 \times 1.12 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 0.00632 \text{ m/s} = 6.32 \text{ mm/s}$$
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49. 지름 20cm, 속도 1m/s인 물 제트가 그림과 같이 넓은 평판에 60° 경사하여 충돌한다. 분류가 평판에 작용하는 수직방향 힘 FN은 약 몇 N인가? (단, 중력에 대한 영향은 고려하지 않는다.)

  1. 27.2
  2. 31.4
  3. 2.72
  4. 3.14
(정답률: 38%)
  • 물 제트가 경사 평판에 충돌할 때, 평판에 작용하는 수직 방향 힘은 제트의 운동량 변화량의 수직 성분과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$F_N = \rho A v^2 \sin\theta$$
    ② [숫자 대입] $$F_N = 1000 \times \frac{\pi \times 0.1^2}{1} \times 1^2 \times \sin 60^\circ$$
    ③ [최종 결과] $$F_N = 27.2$$
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50. 공기로 채워진 0.189m3의 오일 드럼통을 사용하여 잠수부가 해저 바닥으로부터 오래된 배의 닻을 끌어올리려고 한다. 바닷물 속에서 닻을 들어 올리는데 필요한 힘은 1780N이고, 공기 중에서 드럼통을 들어 올리는데 필요한 힘은 222N이다. 공기로 채워진 드럼통을 닻에 연결한 후 잠수부가 이 닻을 끌어올리는 데 필요한 최소 힘은 약 몇 N인가? (단, 바닷물의 비중은 1.025이다.)

  1. 72.8
  2. 83.4
  3. 92.5
  4. 103.5
(정답률: 29%)
  • 닻을 들어 올리는 데 필요한 최소 힘은 (닻의 순중량 + 드럼통의 순중량)으로 계산합니다. 여기서 순중량은 실제 무게에서 부력을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $$F = F_{anchor} + (W_{drum} - \rho_{water} g V_{drum})$$
    ② [숫자 대입] $$F = 1780 + (222 - 1.025 \times 1000 \times 9.81 \times 0.189)$$
    ③ [최종 결과] $$F = 103.5$$ N
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51. 평균 반지름이 R인 얇은 막 형태의 작은 비눗방울의 내부 압력을 P1, 외부 압력을 P0라고 할 경우, 표면 장력(σ)에 의한 압력차(|Pi-Po|)는?

  1. σ/4R
  2. σ/R
  3. 4σ/R
  4. 2σ/R
(정답률: 30%)
  • 비눗방울은 액체 막이 안팎으로 두 개의 표면을 가지고 있습니다. 따라서 일반적인 액적(물방울)의 압력차인 $2\sigma/R$의 2배가 적용됩니다.
    압력차 $\Delta P = \frac{4\sigma}{R}$
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52. (x, y)좌표계의 비회전 2차원 유동장에서 속도 포텐셜(potential) ø는 ø=2x2y로 주어졌다. 이때 점(3,2)인 곳에서 속도 백터는? (단, 속도포텐셜 ø는 ≡ ∇ø=gradø로 정의된다.)

(정답률: 50%)
  • 속도 벡터 $\vec{V}$는 속도 포텐셜 $\phi$의 기울기(gradient)인 $\nabla \phi$로 정의됩니다. $\phi = 2x^2y$를 각각 $x$와 $y$로 편미분하여 성분을 구합니다.
    x 성분: $V_x = \frac{\partial \phi}{\partial x} = 4xy$, y 성분: $V_y = \frac{\partial \phi}{\partial y} = 2x^2$ 점 $(3, 2)$를 대입하면 $V_x = 4 \times 3 \times 2 = 24$, $V_y = 2 \times 3^2 = 18$이므로 속도 벡터는 가 됩니다.
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53. 연직하방으로 내려가는 물제트에서 높이 10m인 곳에서 속도는 20m/s였다. 높이 5m인 곳에서의 물의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 29.45
  2. 26.34
  3. 23.88
  4. 22.32
(정답률: 39%)
  • 베르누이 방정식을 이용하여 에너지 보존 법칙을 적용해 속도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{1}{2}V_1^2 + g h_1 = \frac{1}{2}V_2^2 + g h_2$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{1}{2}(20)^2 + 9.8 \times 10 = \frac{1}{2}V_2^2 + 9.8 \times 5$$
    ③ [최종 결과] $$V_2 = 22.32$$ m/s
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54. 안지름 100mm인 파이프 안에 2.3m3/min의 유량으로 물이 흐르고 있다. 관 길이가 15m라고 할 때 이 사이에서 나타나는 손실수두는 약 몇 m인가? (단, 관마찰계수는 0.01로 한다.)

  1. 0.92
  2. 1.82
  3. 2.13
  4. 1.22
(정답률: 44%)
  • 달시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 식을 사용하여 관 마찰에 의한 손실수두를 계산합니다.
    먼저 유속 $v$를 구하면 $v = \frac{Q}{A} = \frac{2.3 / 60}{\pi \times 0.05^2} \approx 0.488 \text{ m/s}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $$h_L = f \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g}$$
    ② [숫자 대입] $$h_L = 0.01 \times \frac{15}{0.1} \times \frac{0.488^2}{2 \times 9.81}$$
    ③ [최종 결과] $$h_L = 1.82$$
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55. 원관 내부의 흐름이 층류 정상 유동일 때 유체의 전단응력 분포에 대한 설명으로 알맞은 것은?

  1. 중심축에서 0이고, 반지름 방향 거리에 따라 선형적으로 증가한다.
  2. 관 벽에서 0이고, 중심축까지 선형적으로 증가한다.
  3. 단면에서 중심축을 기준으로 포물선 분포를 가진다.
  4. 단면적 전체에서 일정하다.
(정답률: 40%)
  • 원관 내 층류 유동에서 전단응력 $\tau$는 중심축($r=0$)에서 최소값 0을 가지며, 벽면으로 갈수록 반지름 $r$에 비례하여 선형적으로 증가하는 분포를 보입니다.
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56. 비압축성 유체의 2차원 유동 속도성분이 u=x2t, v=x2-2xyt이다. 시간(t)이 2일 때, (x,y)=(2,-1)에서 x방향 가속도(ax)는 약 얼마인가? (단, u,v는 각각 x,y방향 속도성분이고, 단위는 모두 표준단위이다.)

  1. 32
  2. 34
  3. 64
  4. 68
(정답률: 19%)
  • 2차원 유동에서 x방향 가속도는 국소가속도와 대류가속도의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$a_x = \frac{\partial u}{\partial t} + u \frac{\partial u}{\partial x} + v \frac{\partial u}{\partial y}$$
    ② [숫자 대입] $u = x^2 t$, $v = x^2 - 2xyt$이므로 $\frac{\partial u}{\partial t} = x^2$, $\frac{\partial u}{\partial x} = 2xt$, $\frac{\partial u}{\partial y} = 0$ 입니다. $t=2, x=2, y=-1$을 대입하면
    $$a_x = 2^2 + (2^2 \times 2) \times (2 \times 2 \times 2) + (2^2 - 2 \times 2 \times (-1) \times 2) \times 0 = 4 + 8 \times 8 + 0$$
    ③ [최종 결과] $$a_x = 68$$
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57. 유체 계측과 관련하여 크게 유체의 국소속도를 측정하는 것과 체적유량을 측정하는 것으로 구분할 때 다음 중 유체의 국소속도를 측정하는 계측기는?

  1. 벤투리미터
  2. 얇은 판 오리피스
  3. 열선 속도계
  4. 로터미터
(정답률: 35%)
  • 유체의 국소속도는 특정 지점에서의 속도를 측정하는 것으로, 열선 속도계는 열전달 원리를 이용해 매우 작은 영역의 속도를 정밀하게 측정하는 대표적인 국소속도 계측기입니다.
    오답 노트
    벤투리미터, 얇은 판 오리피스, 로터미터: 유체의 전체 체적유량을 측정하는 유량계입니다.
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58. 반지름 R인 파이프 내에 점도 μ인 유체가 완전발달 층류유동으로 흐르고 있다. 길이 L을 흐르는데 압력 손실이 Δp만큼 발생했을 때, 파이프 벽면에서의 평균전단응력은 얼마인가?

(정답률: 34%)
  • 원관 내 층류 유동에서 압력 강하와 벽면 전단응력 사이의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\tau_w = \frac{R \Delta p}{2 L}$$
    ② [숫자 대입] 주어진 기호 그대로 대입
    ③ [최종 결과] $$\tau_w = \frac{R \Delta p}{2 L}$$
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59. 경계층(boundary layer)에 관한 설명 중 트린 것은?

  1. 경계층 바깥의 흐름은 포텐셜 흐름에 가깝다.
  2. 균일 속도가 크고, 유체의 점성이 클수록 경계층의 두께는 얇아진다.
  3. 경계층 내에서는 점성의 영향이 크다.
  4. 경계층은 평판 선단으로부터 하류로 갈수록 두꺼워진다.
(정답률: 41%)
  • 경계층의 두께는 유체의 점성이 클수록, 그리고 균일 속도가 작을수록 더 두꺼워지는 특성을 가집니다. 따라서 균일 속도가 크고 점성이 클수록 얇아진다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    경계층 바깥의 흐름은 점성의 영향이 무시되어 포텐셜 흐름에 가깝습니다. (옳음)
    경계층 내에서는 점성에 의한 전단력이 지배적입니다. (옳음)
    흐름이 하류로 진행될수록 점성 영향 범위가 넓어져 경계층 두께는 증가합니다. (옳음)
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60. 수력기울기선(Hydraulic Grade Line; HGL)이 관보다 아래에 있는 곳에서의 압력은?

  1. 완전 진공이다.
  2. 대기압보다 낮다.
  3. 대기압과 같다.
  4. 대기압보다 높다.
(정답률: 45%)
  • 수력기울기선(HGL)은 압력수두와 위치수두의 합을 나타냅니다. HGL이 관의 중심선보다 아래에 있다는 것은 해당 지점의 압력이 대기압보다 낮은 부압(Negative Pressure) 상태임을 의미합니다.
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 유량은 20m3/min , 양정은 50m, 펌프회전수는 1800rpm인 2단 편흡입 원심펌프의 비속도(specific speed, [m3/min, m, rpm]는 약 얼마인가?

  1. 303
  2. 428
  3. 720
  4. 1048
(정답률: 49%)
  • 펌프의 비속도는 회전수, 유량, 그리고 단당 양정을 이용하여 계산합니다. 2단 펌프이므로 전체 양정을 단수 $2$로 나눈 값을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$N_s = \frac{N \times Q^{1/2}}{(H/i)^{3/4}}$$
    ② [숫자 대입] $$N_s = \frac{1800 \times 20^{1/2}}{(50/2)^{3/4}}$$
    ③ [최종 결과] $$N_s = 720$$
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62. 다음 중 풍차의 축 방향이 다른 종류는?

  1. 네델란드형
  2. 다리우스형
  3. 패들형
  4. 사보니우스형
(정답률: 54%)
  • 풍차는 회전축의 방향에 따라 수평축형과 수직축형으로 구분합니다.
    네덜란드형은 대표적인 수평축형 풍차이며, 다리우스형, 패들형, 사보니우스형은 모두 수직축형 풍차에 해당합니다.
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63. 터보형 펌프의 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 원심식
  2. 사류식
  3. 왕복식
  4. 축류식
(정답률: 75%)
  • 터보형 펌프는 회전차의 원심력이나 양력을 이용하는 원심식, 사류식, 축류식이 해당됩니다. 왕복식은 정해진 공간의 부피를 이용하는 용적형 펌프에 속합니다.
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64. 유체 커플링의 구조에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유체 커플링의 일반적인 구조 요소는 입력축에 펌프, 출력축에 터빈을 설치한다.
  2. 펌프와 터빈의 회전차는 서로 맞대서 케이싱 내에 다수의 깃이 반지름 방향으로 달려 있다.
  3. 입력축을 회전하면 그 축에 달린 펌프의 회전차가 회전하며 액체는 임펠러로부터 유출하여 출력축에 달린 터빈의 러너에 유입하여 출력축을 회전시킨다.
  4. 펌프와 터빈으로 두 개의 별도 회로로 구성되어 있으므로 일정시간 작동 후 펌프가 정지하더라도 터빈은 독자적으로 작동할 수 있다.
(정답률: 60%)
  • 유체 커플링은 펌프와 터빈이 하나의 회로를 형성하여 액체의 회류를 통해 동력을 전달하는 구조입니다. 따라서 펌프가 정지하면 터빈을 회전시킬 유체의 흐름이 사라지므로 독자적으로 작동할 수 없습니다.
  • 펌프(임펠러)
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65. 반동수차 중 하나로 프로펠러 수차와 비슷하나 유량변화가 심한 곳에 사용할 수 있도록 가동익을 설치하여, 부분부하에 대하여 높은 효율을 얻을 수 있는 수차는?

  1. 카플란 수차
  2. 펠턴 수차
  3. 지라르 수차
  4. 프란시스 수차
(정답률: 59%)
  • 프로펠러 수차와 구조가 비슷하지만, 가동익(날개 각도 조절 가능)을 설치하여 유량 변화가 심한 곳에서도 부분부하 효율을 높인 수차는 카플란 수차입니다.
    오답 노트
    펠턴 수차: 충격 수차, 프란시스/지라르 수차: 반동 수차
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66. 루츠형 진공 펌프가 동일한 압력 사용 범위에서 다른 진공 펌프와 비교하여 가지는 장점이 아닌 것은?

  1. 고속 회전이 가능하다.
  2. 넓은 압력 범위에서도 양호한 배기성능이 발휘된다.
  3. 고압으로 갈수록 모터 용량의 상승폭이 크지 않아 고압에서의 작동에 유리하다.
  4. 실린더 안에 오일을 사용하지 않음으로 소요 동력이 적다.
(정답률: 48%)
  • 루츠형 진공펌프는 고압으로 갈수록 가스 누설량이 많아지고 부하가 증가하기 때문에, 고압에서의 작동에 유리하지 않으며 단독 사용이 어렵습니다.
    오답 노트
    고속 회전 가능, 넓은 압력 범위 배기 성능 양호, 오일 미사용으로 소요 동력 적음은 루츠형의 장점이 맞습니다.
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67. 수차의 수격현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기동이나 정지 또는 부하가 갑자기 변화할 경우 유입수량이 급변함에 따라 수격현상이 발생하게 된다.
  2. 수격현상은 진동의 원인이 되고 경우에 따라서는 수관을 파괴시키기도 한다.
  3. 수차 케이싱에 압력조절기를 설치하여 부하가 급변할 경우 방출유량을 조절하여 수격현상을 방지한다.
  4. 수차에 서지탱크를 설치하여 관내 압력변화를 크게 하여 수격현상을 방지할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 서지탱크는 관내의 압력 변화를 완화(감소)시켜 수격현상을 방지하는 장치입니다. 따라서 압력변화를 크게 하여 방지한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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68. 물이 수차의 회전차를 흐르는 사이에 물의 압력에너지와 속도에너지는 감소되고 그 반동으로 회전차를 구동하는 수차는?

  1. 중력 수차
  2. 펠턴 수차
  3. 충격 수차
  4. 프란시스 수차
(정답률: 52%)
  • 프란시스 수차는 물이 회전차를 흐르는 동안 발생하는 속도 에너지와 압력 에너지를 모두 기계적 에너지로 변환하여 구동하는 대표적인 반동 수차입니다.
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69. 다음 중 벌류트 펌프(volute pump)의 구성 요소가 아닌 것은?

  1. 임펠러
  2. 안내깃
  3. 와류실
  4. 와실
(정답률: 52%)
  • 벌류트 펌프는 구조적으로 안내깃이 없는 것이 특징이며, 주로 양정이 작은 경우에 사용됩니다.
    오답 노트
    안내깃: 양정이 큰 경우에 사용하는 터빈 펌프의 구성 요소입니다.
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70. 다음 중 원심 펌프에서 축추력의 평형을 이루는 방법으로 거리가 먼 것은?

  1. 스러스트 베어링의 사용
  2. 그랜드 패킹 사용
  3. 회전차 후면에 이면깃 사용
  4. 밸런스 디스크 사용
(정답률: 52%)
  • 원심 펌프의 축추력을 방지하기 위해서는 스러스트 베어링 사용, 평형공(발란스 홀) 및 리브 설치, 밸런스 디스크 사용, 양흡입형 회전차 사용 등의 방법이 적용됩니다.
    오답 노트
    그랜드 패킹 사용: 축의 밀봉(Sealing)을 위한 장치이며 축추력 평형과는 무관합니다.
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71. 다음 중 기어 모터의 특성에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정회전, 역회전이 가능하다.
  2. 일반적으로 평기어를 사용한다.
  3. 비교적 소형이며 구조가 간단하기 때문에 값이 싸다.
  4. 누설량이 적고 토크 변동이 작아서 건설기계에 많이 이용된다.
(정답률: 58%)
  • 기어 모터는 구조가 간단하고 저렴하며 과도한 운전에 잘 견디는 장점이 있지만, 누설 유량이 많고 토크 변동이 크다는 단점이 있습니다. 따라서 누설량이 적고 토크 변동이 작다는 설명은 기어 모터의 특성과 정반대되는 내용입니다.
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72. 그림과 같은 유압회로의 명칭으로 옳은 것은?

  1. 브레이크 회로
  2. 압력 설정 회로
  3. 최대압력 제한 회로
  4. 임의 위치 로크 회로
(정답률: 60%)
  • 제시된 회로 를 보면 펌프에서 공급된 유압유가 실린더에 도달하지 못하도록 제어되어 실린더의 현재 위치를 그대로 유지(잠금)하는 구조입니다. 따라서 임의 위치 로크 회로가 정답입니다.
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73. 온도 상승에 의하여 윤활유의 점도가 낮아질 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 누설이 잘된다.
  2. 기포의 제거가 어렵다.
  3. 마찰 부분의 마모가 증대된다.
  4. 펌프의 용적 효율이 저하된다.
(정답률: 53%)
  • 윤활유의 점도가 낮아지면 오일이 묽어져 누설이 쉽게 발생하고, 유막 형성이 어려워 마찰 부분의 마모가 증대되며, 펌프의 내부 누설로 인해 용적 효율이 저하됩니다.
    오답 노트
    기포의 제거가 어렵다: 점도가 낮을수록 기포가 더 쉽게 위로 떠올라 제거가 용이해집니다.
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74. 다음 중 어큐뮬레이터 용도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지 축적용
  2. 펌프 맥동 흡수용
  3. 충격압력의 완충용
  4. 유압유 냉각 및 가열용
(정답률: 74%)
  • 어큐뮬레이터(축압기)는 에너지를 축적하거나 펌프의 맥동 및 충격 압력을 흡수하여 시스템을 보호하는 용도로 사용됩니다. 유압유의 냉각 및 가열은 오일 쿨러나 히터의 역할이므로 어큐뮬레이터의 용도가 아닙니다.
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75. 다음 중 유압장치의 운동부분에 사용되는 실(seal)의 일반적인 명칭은?

  1. 심레스(seamless)
  2. 개스킷(gasket)
  3. 패킹(packing)
  4. 필터(filter)
(정답률: 67%)
  • 유압장치의 실(seal)은 사용 위치에 따라 구분합니다. 고정 부분에 사용되는 것은 개스킷(gasket)이며, 운동 부분에 사용되는 것은 패킹(packing)입니다.
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76. 다음 기호에 대한 명칭은?

  1. 비례전자식 릴리프 밸브
  2. 릴리프 붙이 시퀸스 밸브
  3. 파일럿 작동형 감압 밸브
  4. 파일럿 작동형 릴리프 밸브
(정답률: 47%)
  • 제시된 기호 에서 블랙 삼각형은 파일럿 압력 제어 라인을 의미하며, 삼각형 화살표에 그어진 사선은 감압 기능을 나타냅니다. 따라서 해당 기호는 파일럿 작동형 감압 밸브입니다.
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77. 부하가 급격히 변화하였을 때 그 자중이나 관성력 때문에 소정의 제어를 못하게 된 경우 배압을 걸어주어 자유낙하를 방지하는 역할을 하는 유압제어 밸브로 체크밸브가 내장된 것은?

  1. 카운터밸런스 밸브
  2. 릴리프 밸브
  3. 스로틀 밸브
  4. 감압 밸브
(정답률: 74%)
  • 카운터밸런스 밸브는 부하의 자중으로 인한 자유낙하를 방지하기 위해 배압을 형성하며, 회로 구성상 체크밸브가 내장되어 있어 반대 방향 흐름은 자유롭게 합니다.
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78. 크래킹 압력(cracking pressure)에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 파일럿 관로에 작용시키는 압력
  2. 압력 제어 밸브 등에서 조절되는 압력
  3. 체크 밸브, 릴리프 밸브 등에서 압력이 상승하고 밸브가 열리기 시작하여 어느 일정한 흐름의 양이 인정되는 압력
  4. 체크 밸브, 릴리프 밸브 등의 입구 쪽 압력이 강하고, 밸브가 닫히기 시작하여 밸브의 누설량이 어느 규정의 양까지 감소했을 때의 압력
(정답률: 68%)
  • 크래킹 압력은 체크 밸브나 릴리프 밸브 등에서 압력이 상승함에 따라 밸브 시트가 떨어져 밸브가 열리기 시작하는 시점의 압력을 의미합니다.
    오답 노트
    - 밸브가 닫히기 시작하여 누설량이 감소했을 때의 압력: 리시트 압력(reseating pressure)
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79. 미터-아웃(meter-out) 유량 제어 시스템에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실린더로 유입하는 유량을 제어한다.
  2. 실린더의 출구 관로에 위치하여 실린더로부터 유출되는 유량을 제어한다.
  3. 부하가 급격히 감소되더라도 피스톤이 급진되지 않도록 제어한다.
  4. 순간적으로 고압을 필요로 할 때 사용한다.
(정답률: 72%)
  • 미터-아웃 제어는 실린더의 출구 쪽에 제어 밸브를 설치하여 유출되는 유량을 조절함으로써 속도를 제어하는 방식입니다.
    오답 노트
    - 실린더로 유입하는 유량을 제어한다: 미터-인(meter-in) 방식
    - 부하가 급격히 감소되더라도 피스톤이 급진되지 않도록 제어한다: 미터-아웃의 특징이나, 정답 보기가 정의를 더 정확히 설명함
    - 순간적으로 고압을 필요로 할 때 사용한다: 축압기(Accumulator) 관련 설명
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80. 펌프의 압력이 50Pa, 토출유량은 40m3/min 인 레이디얼 피스톤 펌프의 축동력은 약 몇 W인가? (단, 펌프의 전효율은 0.85이다.)

  1. 3921
  2. 39.21
  3. 2352
  4. 23.52
(정답률: 63%)
  • 펌프의 축동력은 실제 동력을 전효율로 나누어 계산합니다. 유량 단위를 $m^{3}/min$에서 $m^{3}/s$로 변환하여 적용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{p \times Q}{\eta}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{50 \times (40 / 60)}{0.85}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 39.21$$
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 다음 중 도로포장을 위한 다짐작업에 주로 쓰이는 건설기계는?

  1. 롤러
  2. 로더
  3. 지게차
  4. 덤프 트럭
(정답률: 78%)
  • 도로포장 시 지반을 단단하게 다지는 다짐 작업에는 롤러가 주로 사용됩니다.
    오답 노트
    로더: 적재용
    지게차, 덤프 트럭: 운반용
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82. 자주식 로드 롤러(road roller)를 축의 배열과 바퀴의 배열로 구분할 때 머캐덤(Macadam)롤러에 해당되는 것은?

  1. 1축 1륜
  2. 2축 2륜
  3. 2축 3륜
  4. 3축 3륜
(정답률: 64%)
  • 자주식 로드 롤러의 분류 중 머캐덤 롤러는 축의 배열과 바퀴의 배열상 2축 3륜 구조를 가집니다.
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83. 탄소강과 철강의 5대 원소가 아닌 것은?

  1. C
  2. Si
  3. Mn
  4. Mg
(정답률: 62%)
  • 탄소강과 철강의 5대 원소는 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S)입니다.
    오답 노트
    Mg: 5대 원소에 포함되지 않는 마그네슘입니다.
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84. 불도저의 시간당 작업량 계산에 필요한 사이클 타임Cm(min)은 다음 중 어느 것인가? (단, ℓ=운반거리(m), v1 =전진속도(m/min), v2 =휴진속도(m/min), t=기어변속시간(min)이다.)

(정답률: 69%)
  • 불도저의 사이클 타임은 전진 시간, 휴진 시간, 그리고 기어 변속 시간을 모두 합산하여 계산합니다.
    $$C_{m} = \frac{\ell}{v_{1}} + \frac{\ell}{v_{2}} + t$$
    따라서 정답은 입니다.
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85. 다음 중 전압식 롤러에 해당하지 않는 것은?

  1. 머캐덤 롤러(Macadam Roller)
  2. 타이어 롤러(Tire Roller)
  3. 탬핑 롤러(Tamping Roller)
  4. 탬퍼(Tamper)
(정답률: 70%)
  • 전압식 롤러는 정지 상태의 압력을 이용해 다짐하는 기계로 머캐덤 롤러, 타이어 롤러, 탬핑 롤러 등이 이에 해당합니다.
    반면 탬퍼는 충격을 가해 다지는 충격식 롤러이므로 전압식에 해당하지 않습니다.
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86. 난방과 온수공급에 쓰이는 대규모 보일러설비의 주요 부분 중 포화증기를 과열증기로 가열시키는 장치의 이름은 무엇인가?

  1. 과열기
  2. 절탄기
  3. 통풍장치
  4. 공기예열기
(정답률: 76%)
  • 포화증기를 더욱 가열하여 과열증기로 만드는 장치는 과열기입니다.
    오답 노트
    절탄기: 보일러의 잔열을 이용하여 급수를 가열하는 장치
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87. 일반적으로 지게차 조향장치는 어떠한 방식을 사용하는가?

  1. 전륜 조향식에 유압식으로 제어
  2. 후륜 조향식에 유압식으로 제어
  3. 전륜 조향식에 공압식으로 제어
  4. 후륜 조향식에 공압식으로 제어
(정답률: 69%)
  • 지게차는 좁은 공간에서 회전 반경을 최소화하여 기동성을 높이기 위해 후륜 조향 방식을 사용하며, 조작력을 높이기 위해 유압식으로 제어합니다.
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88. 굴삭기의 시간당 작업량[Q, m3/h]을 산정하는 식으로 옳은 것은? (단, q는 버킷 용량[m3], f는 체적환산계수, E는 작업효율, k는 버킷 계수, cm은 1회 사이클 시간[초] 이다.

(정답률: 72%)
  • 굴삭기의 시간당 작업량은 1시간($3600$초)을 1회 사이클 시간으로 나누고, 여기에 버킷 용량, 버킷 계수, 체적환산계수 및 작업효율을 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \frac{3600 \cdot q \cdot k \cdot f \cdot E}{cm}$$
    ② [숫자 대입] 해당 없음
    ③ [최종 결과]
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89. 모터그레이더의 동력전달 순서로 옳은 것은?

  1. 클러치 –탠덤드라이브 –피니언베벨기어 –감속기어 –변속기 - 휠
  2. 기관 –클러치 –감속기어 –변속기 –탠덤드라이브 –피니언베벨기어 - 휠
  3. 기관 –클러치 –변속기 –감속기어 –피니언베벨기어 –탠덤드라이브 - 휠
  4. 감속기어 –클러치 탠덤드라이브 –피니언베벨기어 –변속기 휠
(정답률: 64%)
  • 모터그레이더의 동력은 엔진에서 시작하여 클러치, 변속기, 감속기어, 피니언베벨기어, 탠덤드라이브를 거쳐 최종적으로 휠에 전달됩니다.
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90. 유압식 크로울러 드릴 작업 시 주의사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 천공 방법을 확인한다.
  2. 천공작업장의 수평상태를 확인한다.
  3. 천공작업 중 암석가루가 밖으로 잘 나오는지 확인한다.
  4. 천공작업 시 다른 크로울러 드릴 장비가 이미 천공한 구멍을 다시 천공해도 된다.
(정답률: 74%)
  • 유압식 크로울러 드릴 작업 시 효율성과 안전을 위해 이미 천공이 완료된 구멍을 중복하여 다시 천공해서는 안 됩니다.
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91. 다음 배관 이름에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유니언은 기계적 강도가 크다.
  2. 부싱은 이경 소켓에 비해 강도가 약하다.
  3. 부싱은 한쪽은 암나사, 다른 쪽은 수나사로 되어 있다.
  4. 유니언은 소구경관에 사용하고, 플랜지는 대구경관에 사용한다.
(정답률: 46%)
  • 유니언과 부싱은 구조적 특성상 기계적 강도가 적은 부속에 해당하므로, 유니언의 기계적 강도가 크다는 설명은 틀린 것입니다.
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92. 증기온도 102℃, 실내온도 21℃로 증기난방을 하고자 할 때 방열면적 1m2 당 표준방열량은 몇kcal/h인가?

  1. 450
  2. 550
  3. 650
  4. 750
(정답률: 35%)
  • 증기난방 시 방열면적 $1\text{m}^2$ 당 표준방열량은 규정된 상수값을 적용하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{표준방열량} = 650\text{ kcal/h}\cdot\text{m}^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{표준방열량} = 650\text{ kcal/h}\cdot\text{m}^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{결과} = 650$$
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93. 배관용 탄소강관 또는 아크용접 탄소강관에 콜타르에나멜이나 폴리에틸렌 등으로 피복한 관으로 수도, 하수도 등의 매설 배관에 주로 사용되는 강관은?

  1. 배관용 합금강 관
  2. 수도용 아연도금 강관
  3. 압력 배관용 탄소강관
  4. 상수도용 도복장 강관
(정답률: 62%)
  • 상수도용 도복장 강관은 탄소강관의 내·외부를 콜타르에나멜이나 폴리에틸렌 등으로 피복하여 부식을 방지한 관으로, 주로 수도 및 하수도 매설 배관에 사용됩니다.
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94. 다음 중 배관의 끝을 막을 때 사용하는 부속은?

  1. 플러그
  2. 유니언
  3. 부싱
  4. 소켓
(정답률: 59%)
  • 배관의 끝단을 막아 유체를 차단할 때 사용하는 부속은 플러그 또는 캡입니다.
    오답 노트
    유니언: 배관의 분리 및 결합 용도
    부싱: 서로 다른 지름의 관을 연결하는 용도
    소켓: 동일 지름의 관을 직선으로 연결하는 용도
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95. 동력 나사절삭기의 종류가 아닌 것은?

  1. 호브식
  2. 로터리식
  3. 오스터식
  4. 다이헤드식
(정답률: 51%)
  • 동력 나사절삭기의 종류에는 호브식, 오스터식, 다이헤드식이 있으며, 로터리식은 이에 해당하지 않습니다.
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96. 다음중 스트레이너를 방치했을 때 발생하는 현상 중 가장 큰 문제점은?

  1. 진동이나 발열
  2. 유체의 흐름장애
  3. 불완전 연소나 폭발
  4. 보일러부식 및 슬러지 생성
(정답률: 59%)
  • 스트레이너는 관내의 이물질을 제거하는 기구이므로, 이를 방치하여 이물질이 쌓이게 되면 유체의 흐름장애가 발생하는 것이 가장 큰 문제점입니다.
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97. 방열기의환수구나 종기배관의 말단에 설치하고 응축수와 증기를 분리하여 자동으로 환수관에 배출시키고, 증기를 통과하지 않게 하는 장치는?

  1. 신축이음
  2. 증기트랩
  3. 감압밸브
  4. 스트레이너
(정답률: 73%)
  • 증기트랩은 응축수와 증기를 분리하여 응축수만 자동으로 배출시키고 증기가 환수관으로 넘어가는 것을 방지하는 장치입니다.
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98. 일반 배관용 스테인리스강관의 종류로 옳은 것은?

  1. STS 304 TPD, STS 316 TPD
  2. STS 304 TPD, STS 415 TPD
  3. STS 316 TPD, STS 404 TPD
  4. STS 404 TPD, STS 415 TPD
(정답률: 60%)
  • 일반 배관용 스테인리스강관은 고용화 열처리를 거친 STS 304 TPD와 STS 316 TPD가 대표적입니다. 여기서 TPD의 TP는 Tempering Pipe의 약자입니다.
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99. 배수 직수관, 배수 횡주관 및 기구 배수관의 완료 지점에서 각 층마다 분류하여 배관의 최상부로 물을 넣어 이상여부를 확인하는 시험은?

  1. 수압시험
  2. 통수시험
  3. 만수시험
  4. 기압시험
(정답률: 57%)
  • 배관의 개구부를 밀폐한 후 최상부에 물을 채워 수위 변동 여부를 통해 누수 및 이상 유무를 확인하는 시험은 만수시험입니다.
    오답 노트
    수압시험: 기기 접속 전 누수와 수압 견딤 정도를 조사하는 1차 시험
    통수시험: 공사 완료 후 배관 기능 발휘 및 기기 설치 부분 누수를 점검하는 시험
    기압시험: 물 대신 압축공기를 넣어 이음매의 누설을 조사하는 시험
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100. 관 접합부의 이음쇠 및 부속류 분해 또는 이음 시 사용되는 공구는?

  1. 파이프 커터
  2. 파이프 리머
  3. 파이프 바이스
  4. 파이프 렌치
(정답률: 61%)
  • 파이프 렌치는 관을 회전시키거나 나사를 조이고 풀 때 사용하는 대표적인 공구로, 관 접합부의 분해 및 이음 작업에 필수적입니다.
    오답 노트
    파이프 커터: 관 절단용
    파이프 리머: 절단면 거스러미 제거용
    파이프 바이스: 관 고정용
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