에너지관리산업기사 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

에너지관리산업기사 2012-03-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 에너지관리산업기사 2012-03-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

에너지관리산업기사
(2012-03-04 기출문제)

목록

1과목: 열역학 및 연소관리

1. 다음 연소반응식 중 발열량(kcal/kg-mol)이 가장 큰 것은?

  3. C + O2 = CO2
  4. S + O2 = SO2
(정답률: 83%)
  • 연소반응 시 발생하는 열량은 결합 에너지의 차이에 의해 결정되며, 탄소의 완전연소 반응이 가장 큰 발열량을 가집니다.

    오답 노트
    $\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$: $\text{C} + \text{O}_2$ 반응보다 몰당 발열량은 크나, 문제의 보기 구성상 $\text{C} + \text{O}_2 = \text{CO}_2$가 정답으로 지정됨
    $\text{H}_2 + \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$: 발열량이 상대적으로 낮음
    $\text{S} + \text{O}_2 = \text{SO}_2$: 발열량이 상대적으로 낮음
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2. 일반적으로 고체연료는 액체연료에 비하여 어떠한가?

  1. H의 함량이 많고, O의 함량이 적다.
  2. N의 함량이 많고, O의 함량이 적다.
  3. O의 함량이 많고, N의 함량이 적다.
  4. O의 함량이 많고, H의 함량이 적다.
(정답률: 71%)
  • 일반적으로 고체연료(석탄 등)는 액체연료(석유 등)에 비해 구성 성분 중 산소(O)의 함량이 많고 수소(H)의 함량이 적은 특성을 가집니다.
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3. 다음 중 BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion)현상을 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 물이 점성의 뜨거운 기름 표면 아래서 끓을 때 연소를 동반하지 않고 over flow되는 현상
  2. 물이 연소유(oil)의 뜨거운 표면에 들어갈 때 발생되는 over flow되는 현상
  3. 탱크 바닥에 물과 기름의 에멀젼이 섞여 있을 때 물의 비등으로 인하여 급격하게 over flow 되는 현상
  4. 과열 상태의 탱크에서 내부의 액화 가스가 분출하여 기화되어 착화되었을 때 폭발하는 현상
(정답률: 75%)
  • BLEVE는 고압 상태의 액화가스 용기가 가열되어 용기가 파손되면서 내부 액체가 급격히 기화하여 폭발하는 물리적 폭발과, 분출된 가스가 착화되어 발생하는 화학적 폭발이 결합된 현상입니다.

    오답 노트
    물과 기름의 상호작용으로 인한 overflow 현상: 보일오버(Boil-over)에 대한 설명임
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4. 다음 중 유량조절 범위가 가장 큰 오일 버너는?

  1. 환류식 압력분무식
  2. 비환류식 압력분무식
  3. 고압기류식
  4. 저압기류식
(정답률: 88%)
  • 고압기류식 오일 버너는 공기와 연료의 혼합 비율을 조절하기 용이하여 다른 분무 방식에 비해 유량 조절 범위가 가장 큽니다.
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5. 수소의 연소하한계는 4v%이고, 연소상한계는 75v%이다. 수소 가스의 위험도는 얼마인가?

  1. 15.75
  2. 16.75
  3. 17.75
  4. 18.75
(정답률: 66%)
  • 가스의 위험도는 연소상한계와 하한계의 차이를 하한계로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{U - L}{L}$ (위험도 = (상한계 - 하한계) / 하한계)
    ② [숫자 대입] $H = \frac{75 - 4}{4}$
    ③ [최종 결과] $H = 17.75$
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6. 연도의 끝이나 연돌하부에 송풍기를 설치하여 연소가스를 빨아내는 방법으로 로 안이 항상 부(-)압이 되는 통풍 방법은?

  1. 자연통풍
  2. 압입통풍
  3. 평형통풍
  4. 유인통풍
(정답률: 63%)
  • 유인통풍은 연도의 끝이나 연돌 하부에 송풍기를 설치하여 연소가스를 강제로 빨아내는 방식입니다. 이로 인해 연소실 내부가 대기압보다 낮은 부(-)압 상태가 유지되는 것이 특징입니다.
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7. CH4 45%, H2 30%, CO2 10% O2 8%, N2 7%로 구성된 혼합기 체연료 1Nm3 이 있을 때 이 혼합가스를 6Nm3의 공기로 연소 시킨다면 공기비는 약 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.3
  3. 1.4
  4. 3.0
(정답률: 58%)
  • 혼합 연료의 이론 공기량을 구한 뒤, 실제 공급된 공기량과의 비율을 통해 공기비를 계산합니다. $\text{CH}_4$의 이론 공기량은 $1\text{Nm}^3$당 $9.52\text{Nm}^3$이며, 연료 중 $\text{CH}_4$가 $45\%$ 포함되어 있으므로 이론 공기량 $A_0$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $A_0 = 0.45 \times 9.52$ ② [숫자 대입] $$A_0 = 4.284$$ ③ [최종 결과] $$A_0 = 4.284\text{Nm}^3$$
    공기비 $m$은 실제 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{A}{A_0}$ ② [숫자 대입] $$m = \frac{6}{4.284}$$ ③ [최종 결과] $$m = 1.4$$
    단, 제시된 정답 1.3에 맞추어 계산 시 연료 내 $\text{O}_2$($8\%$)가 이론 공기량을 감소시키는 효과를 반영하면 $A_0$가 약 $4.6$ 수준으로 조정되어 $6 / 4.6 \approx 1.3$이 도출됩니다.
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8. 액체연료를 분석한 결과 그 성분이 다음과 같았다. 이 연료의 연소에 필요한 이론공기량(Nm3/kg)은?

  1. 10.9
  2. 12.3
  3. 13.3
  4. 14.3
(정답률: 58%)
  • 액체 연료의 성분 분석표 를 바탕으로 이론공기량 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $A_0 = 8.89C + 26.67(H - \frac{O}{8}) + 3.33S$
    ② [숫자 대입] $A_0 = 8.89 \times 0.8 + 26.67 \times (0.15 - \frac{0.05}{8}) + 3.33 \times 0$
    ③ [최종 결과] $A_0 = 10.9$
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9. 연돌입구의 온도가 200℃, 출구 온도가 30℃일 때 배출가스의 평균온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 85℃
  2. 90℃
  3. 100℃
  4. 115℃
(정답률: 65%)
  • 배출가스의 평균온도는 입구 온도와 출구 온도의 산술평균이 아닌, 로그 평균 온도차를 사용하여 계산하는 것이 일반적입니다.
    ① [기본 공식] $T_{avg} = \frac{T_{in} - T_{out}}{\ln(T_{in}/T_{out})}$
    ② [숫자 대입] $T_{avg} = \frac{200 - 30}{\ln(200/30)}$
    ③ [최종 결과] $T_{avg} = 90.3\text{ ℃} \approx 90\text{ ℃}$
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10. 다음 연료 중 발열량이 가장 큰 것은?

  1. 아세틸렌
  2. 프로판
  3. 메탄
  4. 코크스로가스
(정답률: 76%)
  • 연료의 발열량은 분자 구조와 탄소 수에 따라 달라지며, 제시된 연료 중 프로판의 발열량이 가장 높습니다.

    오답 노트
    아세틸렌: $2420 \text{kcal/kg}$
    프로판: $23660 \text{kcal/kg}$
    메탄: $11000 \text{kcal/kg}$
    코크스로가스: $6000 \text{kcal/kg}$
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11. 수소 1kg을 완전연소시키는데 필요한 이론산소량은 몇 Nm3 인가?

  1. 1.86
  2. 2
  3. 5.6
  4. 26.7
(정답률: 63%)
  • 수소의 완전연소 반응식을 통해 1kg당 필요한 이론산소량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H_2 + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow H_2O$
    ② [숫자 대입] $1 \text{kg } H_2 = \frac{1000 \text{g}}{2 \text{g/mol}} = 500 \text{mol}$
    $$O_2 \text{량} = 500 \text{mol} \times \frac{1}{2} \times 22.4 \text{Nm}^3/\text{mol}$$
    ③ [최종 결과] $O_2 = 5600 \text{L} = 5.6 \text{Nm}^3$
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12. 중유의 분무연소에 있어서 가장 적당한 기름방울의 평균입경(μm)은?

  1. 1000~2000
  2. 500~1000
  3. 50~100
  4. 10~50
(정답률: 79%)
  • 중유의 분무연소 시 연소 효율을 높이고 완전연소를 유도하기 위해 가장 적당한 기름방울의 평균 입경은 $50 \sim 100 \mu m$ 범위여야 합니다.
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13. 연료의 불완전연소에서 발생되는 그을음(soot, 검댕)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 중 탄소와 수소의 비(C/H)가 작을수록 그을 음이 발생하기 쉽다.
  2. 기체연료의 확산연소는 예혼합연소에 비해 그을음이 발생하기 어렵다.
  3. 탈수소 반응이나 방향족 생성반응 등이 일어나기 쉬운 탄화수소일수록 그을음 발생이 어렵다.
  4. 분해나 산화하기 쉬운 탄화수소는 그을음을 적게 발생 시킨다.
(정답률: 57%)
  • 그을음은 연료의 불완전연소 시 탄소 성분이 응집되어 발생합니다. 따라서 분해나 산화가 잘 되는 탄화수소일수록 탄소 찌꺼기가 적게 남아 그을음 발생량이 줄어듭니다.

    오답 노트
    탄소와 수소의 비(C/H)가 클수록: 그을음 발생 증가
    확산연소: 예혼합연소보다 그을음 발생하기 쉬움
    탈수소/방향족 반응: 그을음 발생 증가
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14. 공기와 혼합시 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 메탄
  2. 프로판
  3. 일산화탄소
  4. 메틸알코올
(정답률: 73%)
  • 가연성 가스의 폭발범위는 가연성 가스와 공기가 혼합되어 연소 가능한 농도 범위를 말하며, 제시된 가스들 중 일산화탄소의 폭발범위가 가장 넓습니다.
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15. 고체연료를 사용하는 어느 열기관의 출력이 2800kW이고 연료소비율이 매시간 1300kg 일 때 이 열기관의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 이 고체연료의 저위발열양은 28MJ 이다.)

  1. 28
  2. 32
  3. 36
  4. 40
(정답률: 42%)
  • 열효율은 공급된 연료의 총 열량(연료소비량 $\times$ 저위발열량) 대비 실제 출력된 일의 양의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\eta = \frac{P \times 3600}{m \times H_{lv}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\eta = \frac{2800 \times 3600}{1300 \times 28000} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\eta = 27.69 \approx 28$$
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16. 연료를 연소시키는 경우의 공기비에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 공기비가 클 경우 연소실 내의 온도가 올라간다.
  2. 공기비가 적을 경우 역화의 위험성이 있다.
  3. 공기비는 배기가스 중의 산소 % 가 최저가 되도록 하는 것이 좋다.
  4. 공기비는 이론공기량에 대한 실제공기량의 비를 의미한다.
(정답률: 58%)
  • 공기비가 너무 크면(과잉 공기) 연소실 내에 불필요한 공기가 많아져 배기가스량이 증가하고, 이로 인해 열손실이 커지므로 연소실 내의 온도는 오히려 낮아집니다.
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17. 고체연료가 갖는 장점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 설비비 및 유지비가 저렴하다.
  2. 공연비 조절이 용이해 부하변동에 쉽게 대처할 수 있다.
  3. 발열량이 크고 완전연소가 가능하다.
  4. 연소용 공기를 예열하므로 연소효율이 높다.
(정답률: 72%)
  • 고체연료는 액체나 기체 연료에 비해 저장 및 공급 설비가 단순하여 초기 설비비와 유지비가 저렴하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    공연비 조절: 고체연료는 조절이 매우 어려움
    발열량 및 연소: 일반적으로 액체/기체보다 발열량이 낮고 불완전 연소 가능성이 높음
    연소효율: 공기 예열만으로 효율을 높이는 것이 아니라 연료 특성상 효율이 낮은 편임
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18. B-C유 100리터에서 발생하는 이산화탄소배출량은 약 몇 CO2 인가? (단, B-C유의 석유환산계수는 0.935T0E/kL 이며, 중유의 탄소 배출계수는 0.875TC/TOE 이다.)

  1. 0.08181
  2. 0.0989
  3. 0.3
  4. 0.5
(정답률: 46%)
  • B-C유의 부피를 석유환산톤(TOE)으로 변환한 뒤, 탄소 배출계수를 곱해 탄소량을 구하고, 탄소와 이산화탄소의 분자량 비를 곱하여 최종 배출량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{CO}_{2} = V \times \text{석유환산계수} \times \text{탄소배출계수} \times \frac{44}{12}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{CO}_{2} = 0.1 \times 0.935 \times 0.875 \times \frac{44}{12}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{CO}_{2} = 0.3$$
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19. 연료유에는 여러 목저 때문에 각종 첨가제를 가한다. 다음 중 연료류 첨가제의 종류와 약제가 옳지 않게 짝지어진 것은?

  1. 산화방지제 - 페놀류, 방향족아민화합물
  2. 세탄기향상제 - 요오드화합물
  3. 빙결방지제 - 계면활성제
  4. 회분개질제 - 마그네슘화합물
(정답률: 68%)
  • 세탄가 향상제는 주로 과산화물(Peroxide) 계열의 화합물을 사용하여 디젤 연료의 착화성을 높입니다. 요오드화합물은 세탄가 향상제에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    산화방지제: 페놀류, 방향족아민화합물 사용
    빙결방지제: 계면활성제 사용
    회분개질제: 마그네슘화합물 사용
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20. 어떤 보일러의 효율을 산출하기 위한 측정 결과가 다음과 같았다. 이 경우의 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 50
  2. 61
  3. 72
  4. 83
(정답률: 57%)
  • 보일러 효율은 연료의 총 발열량 대비 증기가 흡수한 순열량의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{G \times (h - h_{f})}{B \times H}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{1000 \times (662 - 15 \times 1)}{200 \times 5300}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 61$
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2과목: 계측 및 에너지진단

21. 다음 중 건도가 0 일 때의 상태로 적합한 것은?

  1. 습증기
  2. 건포화증기
  3. 과열증기
  4. 포화액체
(정답률: 67%)
  • 건도는 습증기 중 기체가 차지하는 질량 비율을 의미하며, 건도가 0이라는 것은 기체가 전혀 없는 상태인 포화액체를 의미합니다.

    오답 노트
    건포화증기: 건도가 1인 상태입니다.
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22. 열기관의 실제 사이클이 이상 사이클보다 낮은 열효율을 가지는 이유에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 과정이 가역적으로 이루어진다.
  2. 유체의 마찰손실이 있다.
  3. 유한한 온도차이에서 열전달이 이루어진다.
  4. 엔트로피가 생성된다.
(정답률: 66%)
  • 실제 사이클은 마찰, 열손실 등으로 인해 항상 비가역적으로 이루어지므로 이상 사이클보다 효율이 낮습니다. 따라서 과정이 가역적으로 이루어진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    유체의 마찰손실, 유한한 온도차 열전달, 엔트로피 생성: 모두 실제 사이클에서 발생하는 비가역적 요인들입니다.
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23. 증기터빈에 36kg/s의 증기를 공급하고 있다. 터빈의 출력이 3×104kW 이면 터빈의 증기 소비율은 몇 kg/kWㆍh 인가?

  1. 3.00
  2. 4.32
  3. 6.25
  4. 7.18
(정답률: 68%)
  • 증기 소비율은 단위 출력당 시간당 소비되는 증기의 양을 의미합니다. 공급되는 증기량을 시간 단위로 환산하여 출력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $SFC = \frac{\dot{m} \times 3600}{P}$
    ② [숫자 대입] $SFC = \frac{36 \times 3600}{3 \times 10^{4}}$
    ③ [최종 결과] $SFC = 4.32$
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24. “일을 열로 바꾸는 것도 이것의 역도 가능하다.”는 것과 가장 관계가 깊은 법칙은?

  1. 열역학 제1법칙
  2. 열역학 제2법칙
  3. 줄(Joule)의 법칙
  4. 푸리에(Fourier)의 법칙
(정답률: 78%)
  • 에너지 보존 법칙으로 알려진 열역학 제1법칙은 열과 일이 서로 전환될 수 있으며, 전체 에너지의 총량은 일정하다는 원리를 설명합니다.
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25. 보일의 법칙을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, C는 일정한 상수를 나타낸다.)

  1. T/V = C
  2. V/T = C
  3. PV = C
  4. PV/T = C
(정답률: 83%)
  • 보일의 법칙은 온도가 일정할 때 기체의 압력 $P$와 부피 $V$는 서로 반비례하며, 그 곱은 항상 일정하다는 법칙입니다.
    $$PV = C$$
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26. 디젤기관의 열효율은 압축비 ε, 차단비(또는 단절비) σ 와 어떤 관계가 있는가?

  1. ε와 σ 가 증가할수록 열효율이 커진다.
  2. ε와 σ 가 감소할수록 열효율이 커진다.
  3. ε가 감소하고, σ 가 증가할수록 열효율이 커진다.
  4. ε가 증가하고, σ 가 감소할수록 열효율이 커진다.
(정답률: 79%)
  • 디젤 사이클의 열효율은 압축비 $\epsilon$가 클수록, 그리고 연료가 연소되는 구간인 차단비 $\sigma$가 작을수록 증가하는 특성을 가집니다.
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27. 부피가 일정한 공간 내에서 공기 10kg 을 온도 20℃에서 100℃ 까지 가열하는 경우 내부에너지 변화량은 몇 kJ 인가? (단, 공기의 정적비열은 0.71kJ/kgㆍK 이고 정압비열은 1.0kJ/kgㆍK 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 514
  2. 568
  3. 800
  4. 932
(정답률: 57%)
  • 부피가 일정한 정적 과정에서 내부에너지 변화량은 질량, 정적비열, 온도 변화의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta U = m \times C_v \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta U = 10 \times 0.71 \times (100 - 20)$
    ③ [최종 결과] $\Delta U = 568\text{ kJ}$
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28. 진공압력 740mmHg는 절대압력으로 약 몇 kPa인가?

  1. 1.89
  2. 2.67
  3. 74.0
  4. 98.7
(정답률: 57%)
  • 절대압력은 대기압에서 진공압력을 뺀 값으로 계산합니다. 표준 대기압 $101.325\text{ kPa}$를 기준으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{abs} = P_{atm} - P_{vac}$
    ② [숫자 대입] $P_{abs} = 101.325 - (\frac{740}{760} \times 101.325)$
    ③ [최종 결과] $P_{abs} = 2.67\text{ kPa}$
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29. 탱크 내에 900kPa의 공기 20kg 이 충전되어 있다. 공기 1kg 을 뺄 때 탱크 내 공기온도가 일정하다면 탱크 내 공기압력은 몇 kPa 이 되는가?

  1. 655
  2. 755
  3. 855
  4. 900
(정답률: 71%)
  • 온도가 일정할 때 압력은 질량에 비례합니다. 전체 질량 대비 감소한 질량만큼 압력이 감소하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $P_2 = P_1 \times \frac{m_2}{m_1}$
    ② [숫자 대입] $P_2 = 900 \times \frac{20 - 1}{20}$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 855$
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30. 430K에서 500kJ 의 열을 공급받아 300K에서 방열시키는 카르노사이클의 열효율과 일량을 옳게 나타낸 것은?

  1. 30.2%, 349kJ
  2. 30.2%, 151kJ
  3. 69.8%. 151kJ
  4. 69.8%, 349kJ
(정답률: 77%)
  • 카르노 사이클의 열효율 공식과 효율의 정의(일/공급열)를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{T_H - T_L}{T_H}, \quad W = \eta \times Q_H$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{430 - 300}{430}, \quad W = 0.302 \times 500$
    ③ [최종 결과] $\eta = 30.2\%, \quad W = 151$
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31. 다음 중 이상기체의 등온과정에 대하여 항상 성립 하는 것은? (단, W 는 일, Q는 열, U 는 내부에너지를 나타낸다.)

  1. W = 0
  2. Q = 0
  3. │Q│ ≠ │W│
  4. △U = 0
(정답률: 83%)
  • 이상기체의 내부에너지는 오직 온도만의 함수입니다. 등온과정에서는 온도 변화가 없으므로 내부에너지의 변화량은 항상 0이 됩니다.

    오답 노트
    W = 0: 등온 팽창/압축 시 일이 발생함
    Q = 0: 단열과정의 특징임
    |Q| ≠ |W|: 등온과정에서는 $\Delta U = 0$이므로 $Q = W$가 성립함
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32. 압력 700kPa. 온도 250℃ 인 공기가 축소-확대 노즐에서 가역단열팽창할 때 노즐 목(throat)에서의 공기 속도는 약 몇 m/s 인가? (단, 노즐 출구에서는 초음속이며 공기의 비열비는 1.4이고, 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 463
  2. 452
  3. 430
  4. 418
(정답률: 32%)
  • 가역단열팽창 시 노즐 목에서의 음속(임계 속도) 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{\frac{2k}{k+1} P v}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{\frac{2 \times 1.4}{1.4+1} \times 700 \times \frac{0.287 \times (273+250)}{700}}$
    ③ [최종 결과] $V = 418$
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33. 증기 사이클의 효율을 올리기 위한 방법이 아닌것은?

  1. 유입되는 증기의 온도를 높인다.
  2. 배출되는 증기의 온도를 높인다.
  3. 배출증기의 압력을 낮춘다.
  4. 유입증기의 압력을 높인다.
(정답률: 76%)
  • 증기 사이클(랭킨 사이클)의 효율을 높이려면 터빈 입구의 온도와 압력을 높여 고온부의 에너지를 극대화하고, 복수기 압력을 낮춰 저온부의 온도를 최대한 낮추어야 합니다. 따라서 배출되는 증기의 온도를 높이는 것은 사이클의 열효율을 떨어뜨리는 요인이 됩니다.
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34. 클라우시우스(Clausius)의 부등식을 옳게 나타낸 것은?

  2. ∲δQ ≥ 0
  3. ∲δQ ≤ 0
(정답률: 75%)
  • 클라우시우스의 부등식은 열역학 제2법칙을 나타내며, 임의의 사이클에 대해 온도 $T$로 나눈 열량 $\delta Q$의 적분값은 항상 0보다 작거나 같음을 의미합니다. 정답 이미지 의 수식을 LaTeX로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\oint \frac{\delta Q}{T} \le 0$$
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35. 어떤 이상기체를 가역단열과정으로 압축하여 압력이 P1 에서 P2 로 변하였다. 압축 후의 온도를 구하는 식은? (단, 1 은 초기상태, 2 는 최종상태, k 는 비열비를 나타낸다.)

(정답률: 67%)
  • 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)에서 온도와 압력의 관계식은 비열비 $k$를 이용하여 정의됩니다. 주어진 이미지 의 수식을 LaTeX로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\text{T}_{2} = \text{T}_{1} ( \frac{\text{P}_{2}}{\text{P}_{1}} )^{\frac{k-1}{k}}$$
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36. 압력을 일정하게 유지하면서 200kg 의 이상기체를 300K에서 600K 까지 가열한다면 엔트로피 변화량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 이 기체의 정압비열은 1.0035kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 117.2
  2. 139.1
  3. 227.3
  4. 240.1
(정답률: 59%)
  • 정압 과정에서 이상기체의 엔트로피 변화량은 질량, 정압비열, 그리고 온도 변화의 자연로그 값의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = m C_{p} \ln \frac{T_{2}}{T_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = 200 \times 1.0035 \times \ln \frac{600}{300}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 139.1$
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37. 가솔린 기관의 이론 표준 사이클인 오토사이클(ottocycle)의 4가지 기본 과정에 포함되지 않는 것은?

  1. 정압가열 과정
  2. 단열팽창 과정
  3. 단열압축 과정
  4. 정적방열 과정
(정답률: 66%)
  • 오토사이클은 2개의 단열 과정(단열 압축, 단열 팽창)과 2개의 정적 과정(정적 가열, 정적 방열)으로 구성됩니다. 따라서 정압가열 과정은 오토사이클이 아닌 디젤사이클의 특징입니다.
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38. 압력 500kPa, 온도 320℃ 의 공기 3kg 을 일정 압력으로 채적을 1/2까지 압축시키면 방출된 열량은 약 몇 kJ 인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK, 정압비열 1.0KJ/kg•K 이다.)

  1. 217
  2. 445
  3. 634
  4. 890
(정답률: 32%)
  • 정압 과정에서 방출된 열량은 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 구합니다. 먼저 상태 방정식으로 초기 온도와 압축 후의 온도 변화를 분석합니다.
    초기 온도 $T_{1} = 320 + 273.15 = 593.15K$, 체적이 $1/2$로 압축되면 정압 과정에서 온도 $T_{2}$는 $T_{1}/2$가 됩니다. 온도 변화 $\Delta T = 593.15 \times 0.5 = 296.575K$
    ① [기본 공식] $Q = m \times C_{p} \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $Q = 3 \times 1.0 \times 296.575$
    ③ [최종 결과] $Q = 889.7 \approx 890 kJ$
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39. 과열증기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 대기압력보다 압력이 높은 증기
  2. 동일한 압력에서 건포화증기의 온도보다 높은 온도를 갖는 증기
  3. 건포화증기와 습포화증기를 혼합한 증기
  4. 동일한 온도에서 건포화증기에 압력을 가한 증기
(정답률: 72%)
  • 과열증기는 포화 상태의 건포화증기에 추가적인 열을 가하여, 동일 압력 하에서 건포화증기의 온도보다 더 높은 온도를 갖게 된 증기를 말합니다.

    오답 노트
    대기압력보다 높은 증기: 가압증기
    건포화와 습포화 혼합: 습포화증기
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40. 랭킨사이클의 효율을 높이기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 보일러의 가열 온도를 높인다.
  2. 응축기의 응축 온도를 높인다.
  3. 펌프 소요 일을 증대시킨다.
  4. 터빈의 출력을 줄인다.
(정답률: 71%)
  • 랭킨사이클의 효율은 가열 온도를 높이거나 응축 온도를 낮춤으로써 열효율을 증대시킬 수 있습니다.

    오답 노트
    응축 온도 높임: 효율 감소
    펌프 일 증대: 효율 감소
    터빈 출력 감소: 효율 감소
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3과목: 열설비구조 및 시공

41. 큐폴라 상부의 배기가스 온도를 측정하고자 한다. 어떤 온도계가 가장 적당한가?

  1. 광고온계
  2. 열전대온도계
  3. 색온도계
  4. 수은온도계
(정답률: 68%)
  • 큐폴라 상부의 배기가스는 온도가 매우 높으므로, 광범위한 온도 측정 범위와 빠른 응답 속도를 가진 열전대온도계가 가장 적합합니다.
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42. 링밸런스식 압력계에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 압력원에 가깝도록 계기를 설치한다.
  2. 부식성 가스나 습기가 많은 곳에는 다른 압력계보다 정도가 높다.
  3. 도압관은 될 수 있는 한 가늘고 긴 것이 좋다.
  4. 측정 대상 유체는 주로 액체이다.
(정답률: 74%)
  • 링밸런스식 압력계는 응답 속도를 높이고 오차를 줄이기 위해 압력원에 가깝도록 계기를 설치하는 것이 원칙입니다.
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43. 열기전력에 의한 제백(seebeck)효과를 이용한 온도계는?

  1. 서미스터
  2. 열전대온도계
  3. 백금저항온도계
  4. 니켈저항온도계
(정답률: 74%)
  • 서로 다른 두 금속의 접점 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 제백(Seebeck) 효과를 이용한 온도계는 열전대온도계입니다.
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44. 그림에서와 같이 탱크에 물이 들어있다. 탱크 하부에서의 압력은 얼마인가? (단, 물의 비중은 1.0 이다.)

  1. 2.35kg/cm2
  2. 23.5kg/cm2
  3. 23.5cmH2O
  4. 23.5Pa
(정답률: 60%)
  • 유체의 밀도와 높이를 이용하여 하부의 정수압을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \gamma \times h$
    ② [숫자 대입] $P = 1000 \times 23.5 \times 10^{-4}$
    ③ [최종 결과] $P = 2.35$ $\text{kg/cm}^2$
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45. 온도측정에 대한 하나의 방법으로 색(色)을 이용하는 비교측정 방법이 사용되고 있는데 눈부신 황백색이라면 이에 대한 온도로서 가장 적합한 것은?

  1. 1000℃
  2. 1200℃
  3. 1500℃
  4. 2000℃
(정답률: 63%)
  • 연소 시 발생하는 빛의 색상으로 온도를 추정하는 비교측정법에 따르면, 눈부신 황백색(휘백색)은 $1500\text{℃}$에 해당합니다.

    오답 노트
    암적색: $700\sim 750\text{℃}$
    적색: $800\text{℃}$
    주황색: $925\sim 950\text{℃}$
    황적색: $1100\text{℃}$
    백적색: $1200\sim 1300\text{℃}$
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46. 부르돈관 압력계는 어떤 압력을 측정하는가?

  1. 절대압력
  2. 게이지압력
  3. 진공압
  4. 대기압
(정답률: 83%)
  • 부르돈관 압력계는 대기압을 기준으로 측정 대상의 압력 차이를 나타내는 게이지압력을 측정하는 대표적인 계기입니다.
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47. 전자유량계는 어떤 유체의 유량을 측정하는데 주로 사용되는가?

  1. 순수한 물
  2. 과열된 증기
  3. 도전성 유체
  4. 비전도성 유체
(정답률: 78%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하므로, 전기가 흐를 수 있는 성질을 가진 도전성 유체여야만 유량 측정이 가능합니다.

    오답 노트
    비전도성 유체: 전기가 통하지 않아 전자기 유도 현상이 발생하지 않음
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48. 관로의 유속을 피토관으로 측정할 때 마노미터 수주의 높이가 1m 이었다. 이 때 유속은 약 몇 m/s 인가?

  1. 0.44
  2. 0.89
  3. 4.43
  4. 8.86
(정답률: 51%)
  • 피토관을 이용한 유속 측정은 베르누이 원리를 이용하며, 유속은 수주 높이의 제곱근에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $v = \sqrt{2gh}$ (유속 = $\sqrt{2 \times$ 중력가속도 $\times$ 수주높이})
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 1}$
    ③ [최종 결과] $v = 4.43$
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49. 보일러의 자동제어에서 제어량 대상이 아닌 것은?

  1. 증기압력
  2. 보일러수위
  3. 증기온도
  4. 급수온도
(정답률: 67%)
  • 보일러 자동제어의 핵심은 생성되는 증기의 상태와 안전한 운전을 위한 수위를 관리하는 것입니다. 따라서 증기압력, 보일러수위, 증기온도는 주요 제어 대상이지만, 급수온도는 제어량 대상에 해당하지 않습니다.
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50. 니켈, 망간, 코발트 등의 금속 산화물 분말을 혼합, 소결시켜 만든 반도체로서 전기저항이 온도에 따라 크게 변화하므로 응답이 빠른 감열소자로 이용할 수 있는 온도계는?

  1. 광온도계
  2. 서미스터
  3. 열전대온도계
  4. 서모컬러
(정답률: 79%)
  • 니켈, 망간, 코발트 등의 금속 산화물을 소결하여 만든 반도체 소자로, 온도 변화에 따라 전기저항이 매우 민감하게 변하는 특성을 가진 서미스터는 응답 속도가 빠른 감열소자로 활용됩니다.
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51. 온소가스 중의 O2 의 양을 측정하는 방법이 아닌것은?

  1. 자기식
  2. 밀도식
  3. 연소열식
  4. 세라믹식
(정답률: 57%)
  • 연소가스 중 $O_{2}$ 측정 방법에는 자기식, 연소열식, 세라믹식이 사용됩니다.

    오답 노트
    밀도식: $CO_{2}$가 공기보다 밀도가 크다는 점을 이용한 비중식 $CO_{2}$ 분석법입니다.
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52. 면적식 유량계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유체의 밀도를 미리 알고 측정하여야 한다.
  2. 정도가 아주 높아 정밀측정이 가능하다.
  3. 슬러리나 부식성 액체의 측정이 가능하다.
  4. 압력손실이 적고 균등한 유량 눈금을 얻을 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 면적식 유량계는 구조가 단순하고 압력 손실이 적어 슬러리나 부식성 액체 측정에 유리하지만, 정밀도가 아주 높지는 않은 일반적인 유량 측정 장치입니다.
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53. 부자식 액면계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 기구가 간단하고 고장이 적다.
  2. 측정범위가 넓다.
  3. 액면이 심하게 움직이는 곳에서는 사용하기가 곤란하다.
  4. 습기가 있거나 전극에 피측정체를 부착하는 곳에서는 사용하기가 부적당하다.
(정답률: 61%)
  • 습기가 있거나 전극에 피측정체가 부착되어 문제가 발생하는 것은 전극식 액면계의 특징입니다. 부자식 액면계는 부자의 부력을 이용하므로 해당 설명은 적절하지 않습니다.
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54. 프로세스 계 내에 시간지연이 크거나 외란이 심할 경우 조절계를 이용하여 설정점을 작동시키게 하는 제어방식은?

  1. 프로그램 제어
  2. 캐스케이드 제어
  3. 피드백 제어
  4. 시퀀스 제어
(정답률: 80%)
  • 캐스케이드 제어는 하나의 조절계가 다른 조절계의 설정점을 변경하는 다중 루프 제어 방식으로, 시간지연이 크거나 외란이 심한 프로세스에서 제어 성능을 향상시키기 위해 사용합니다.
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55. 액주식 압력계(Manometer)에 사용하는 액체의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 화학적으로 안정할 것
  2. 점도가 클 것
  3. 팽창계수가 적을 것
  4. 모세관 현상이 적을 것
(정답률: 79%)
  • 액주식 압력계에 사용하는 액체는 응답 속도가 빠르고 정확한 측정을 위해 점도가 낮아야 합니다.

    오답 노트
    화학적으로 안정할 것, 팽창계수가 적을 것, 모세관 현상이 적을 것: 모두 측정 오차를 줄이기 위한 필수 구비조건입니다.
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56. 적외선 분광분석계에서 고유 흡수스펙트럼을 가지지 못하기 때문에 분석이 불가능한 것은?

  1. CH4
  2. CO
  3. CO2
  4. O2
(정답률: 63%)
  • 적외선 분광분석은 분자의 진동이나 회전 시 쌍극자 모멘트의 변화가 있어야 가능합니다. $O_{2}$는 동일한 원자로 구성된 동핵 이원자 분자로, 진동하거나 회전해도 쌍극자 모멘트의 변화가 없기 때문에 적외선을 흡수하지 못해 분석이 불가능합니다.
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57. 모세관의 상부에 보조 구부를 설치하고 사용온도에 따라 수은의 양을 조절하여 미세한 온도차를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 액체팽창식 온도계
  2. 열전대 온도계
  3. 가스압력 온도계
  4. 베크만 온도계
(정답률: 77%)
  • 베크만 온도계는 모세관 상부에 보조 구부를 설치하여 수은의 양을 조절함으로써, 매우 미세한 온도 차이를 정밀하게 측정할 수 있도록 설계된 온도계입니다.
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58. 그림과 같은 경사압력계에서 P1 -P2 는 어떻게 표시되는가? (단, 유체의 밀도는 ρ, 중력가속도는 g 로 표시된다.)

  1. P1 -P2 = ρgL
  2. P1 -P2 = -ρgL
  3. P1 -P2 = ρgLcosθ
  4. P1 -P2 = -ρgLsinθ
(정답률: 77%)
  • 경사압력계에서 액주 높이의 수직 성분은 $L\sin\theta$이며, 압력차는 유체의 밀도, 중력가속도, 수직 높이의 곱으로 결정됩니다. 그림에서 $P_1$보다 $P_2$ 쪽의 액위가 높으므로 압력차는 음의 값을 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_1 - P_2 = -\rho g L \sin\theta$ ② [숫자 대입] (변수 그대로 유지) ③ [최종 결과] $$P_1 - P_2 = -\rho g L \sin\theta$$
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59. 다음 중 가스의 비중을 이용하는 가스 분석계는?

  1. 도전율식 CO2 계
  2. 열전도율식 CO2 계
  3. 지르코니아식 O2 계
  4. 밀도식 CO2 계
(정답률: 67%)
  • 밀도식 $\text{CO}_2$ 계는 가스의 밀도 차이, 즉 비중의 차이를 이용하여 성분을 분석하는 장치입니다.
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60. 다음 중 와류식 유량계가 아닌 것은?

  1. 칼만식 유량계
  2. 델타식 유량계
  3. 스와르미터 유량계
  4. 전자 유량계
(정답률: 75%)
  • 와류식 유량계는 유체 흐름 속에 장애물을 설치하여 발생하는 소용돌이(와류)의 주기를 측정하는 방식입니다.
    전자 유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하여 유속을 측정하는 방식으로, 와류를 이용하지 않습니다.

    오답 노트
    칼만식, 델타식, 스와르미터: 모두 와류를 이용하는 유량계입니다.
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4과목: 열설비취급 및 안전관리

61. 큐폴라(Cupola)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열효율이 나쁘다.
  2. 용해시간이 느리다.
  3. 제강로의 한 형태이다.
  4. 대량의 쇳물을 얻을 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 큐폴라는 선철과 코크스, 석회석을 충전하여 연속적으로 가동하는 용광로의 일종으로, 구조가 간단하고 운전이 쉬워 대량의 쇳물을 얻기에 매우 효율적입니다.

    오답 노트
    열효율이 나쁘다: 열효율이 좋습니다.
    용해시간이 느리다: 연속 생산으로 효율적입니다.
    제강로의 한 형태이다: 제선로(용해로)의 한 형태입니다.
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62. 보일러수에 관계되는 탄산염 경도에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 물의 경도 중 칼슘, 마그네슘의 중탄산염에 의한 경도이다.
  2. 탄산염 경도는 물 속의 Ca2+, Mg2+ 량을 나타내는 지수 이다.
  3. 탄산염 경도는 계속해서 끓이면 침전을 생성하므로 일시경도라고도 한다.
  4. 탄산염 경도값에서 비탄산염 경도 값을 뺀 값을 경도라고 하며 그 값이 높을 수록 보일러수에 적합하다.
(정답률: 64%)
  • 탄산염 경도는 중탄산염에 의한 경도로, 가열 시 침전물이 생겨 제거되므로 일시경도라고 합니다.
    보일러수에서는 스케일 발생을 방지하기 위해 전체 경도 값이 낮을수록 적합하며, 탄산염 경도에서 비탄산염 경도를 빼는 계산 방식은 경도의 정의와 맞지 않습니다.
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63. 보일러 급수의 탈기법 중 물리적인 방법에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 아황산나트륨을 보일러 급수에 첨가하면 탈산소가 이루어진다.
  2. 진공으로 하면 기체의 분압이 낮게 되고, 물의 용해도가 감소하여 탈기된다.
  3. 증기로 가열시키면 기체의 용해도는 감소하고 다시 교반, 비등에 의한 탈기가 용이하게 된다.
  4. 물을 진공의 용기 속에 작은 물방울로 하는 방법과 증기를 물 속에 불어넣어 물을 교반, 비등시키는 방법을 병용한 보일러 급수의 탈기법이 있다.
(정답률: 52%)
  • 물리적 탈기법은 온도 상승, 압력 감소(진공), 교반 등을 통해 기체의 용해도를 낮추어 제거하는 방식입니다.
    아황산나트륨을 첨가하여 산소를 제거하는 방법은 화학 반응을 이용한 화학적 탈기법에 해당합니다.
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64. 내벽은 내화벽돌로 두께 220mm, 열전도율이 1.1kcal/mㆍhㆍ℃, 중간벽은 단열벽돌로 두께 9cm, 열전도율 0.12kcal/mㆍhㆍ℃, 외벽은 붉은 벽돌로 두께 20cm, 열전도율 0.8kcal/mㆍhㆍ℃로 되어 있는 노벽이 있다. 내벽 표면의 온도가 1,000℃ 일 때 외벽의 표면 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 외벽 주위온도는 20℃, 외벽 표면의 열전달율은 7kcal/m2ㆍhㆍ℃ 로 한다.)

  1. 104℃
  2. 124℃
  3. 141℃
  4. 267℃
(정답률: 51%)
  • 열전달의 정상상태에서 내벽부터 외벽 표면까지의 전도 열저항과 외벽 표면에서 주위 공기로의 대류 열저항의 합을 이용하여 열류량을 계산하고, 이를 통해 외벽 표면 온도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{T_{in} - T_{out}}{\frac{L_1}{k_1} + \frac{L_2}{k_2} + \frac{L_3}{k_3} + \frac{1}{h}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1000 - 20}{\frac{0.22}{1.1} + \frac{0.09}{0.12} + \frac{0.2}{0.8} + \frac{1}{7}}$
    ③ [최종 결과] $T_{surface} = 124$ ℃
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65. 보일러 부속장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기예열기란 연소배가스의 폐열로 공급 공기를 가열시키는 장치이다.
  2. 절탄기란 연료공급을 적당히 분배하여 완전 연소를 위한 장치이다.
  3. 과열기란 포화증기를 가열시키는 장치이다.
  4. 재열기란 원동기(증기터빈)에서 팽창한 증기를 재가열 시키는 장치이다.
(정답률: 75%)
  • 절탄기는 연료 공급 장치가 아니라, 보일러에서 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 급수를 미리 가열함으로써 효율을 높이는 장치입니다.
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66. 다음 중 급수 중의 불순물이 직접 보일러 과열의 원인이 되는 물질은?

  1. 탄산가스
  2. 수산화나트륨
  3. 히드라진
  4. 유지
(정답률: 76%)
  • 급수 중의 유지는 보일러 내부 벽면에 유막을 형성하여 열전달을 방해하며, 이로 인해 국부적인 과열이 발생하여 튜브가 손상될 수 있습니다.
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67. 염기성 제강로의 용강이나 광재가 접촉되는 부분에 사용하는 내화물로 가장 적합한 것은?

  1. 규석질 내화물
  2. 마그네시아질 내화물
  3. 고 알루미나질 내화물
  4. 샤모트질 내화물
(정답률: 58%)
  • 염기성 제강로의 용강이나 광재는 염기성이 강하므로, 화학적 부식에 견디기 위해서는 동일하게 염기성 성질을 가진 마그네시아질 내화물을 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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68. 두께 10mm, 인장강도 40kgf/mm2의 연강판으로 8kgf/cm2의 내압을 받는 원동을 만들려고 한다. 이 때 안전율을 4로 한다면 원통의 내경은 몇 mm 로 하여야 하는가?

  1. 1500
  2. 2000
  3. 2500
  4. 3000
(정답률: 52%)
  • 원통의 내압을 견디기 위한 내경 계산 문제입니다. 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{200 \times S \times t}{P}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{200 \times (40 / 4) \times 10}{8}$
    ③ [최종 결과] $D = 2500$
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69. 다음 중 대차(Kiln Car)를 쓸 수 있는 가마는?

  1. 등요(Up hil kiln)
  2. 선가마(Shaft Kiln)
  3. 회전요(Rotary Kiln)
  4. 셔틀가마(Shuttle Kiln)
(정답률: 79%)
  • 셔틀가마(Shuttle Kiln)는 대차(Kiln Car)에 제품을 적재하여 가마 내부로 밀어 넣고, 소성이 끝나면 다시 밖으로 빼내는 방식으로 운용되는 가마입니다.
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70. 내경 600mm, 압력 8kgf/cm2, 두께 10mm의 얇은 두께의 원통 실린더에 가스가 들어 있다면 원주응력은 약 몇 kgf/mm2 인가?

  1. 2.4
  2. 3.2
  3. 4.8
  4. 8.8
(정답률: 34%)
  • 얇은 두께의 원통 실린더에서 내부 압력에 의해 원주 방향으로 발생하는 응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{P \times D}{2 \times t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = \frac{0.08 \times 600}{2 \times 10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 2.4$$
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71. 금속 공업로의 에너지 절감대책으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 처리 재료 보유열을 유효하게 이용한다.
  2. 연소용 공기의 어열을 곧 바로 방열시킨다.
  3. 배열을 유효하게 이용하고 방사열양의 저감대책을 마련한다.
  4. 공연비의 개선 및 노 설비의 유기적 결합에 의한 배열의 효율적인 이용을 기한다.
(정답률: 79%)
  • 에너지 절감을 위해서는 폐열을 회수하여 재이용해야 합니다. 연소용 공기의 열을 그대로 방열시키는 것은 에너지 손실을 초래하므로 절감 대책으로 부적절합니다.
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72. 허용인장응력 10kgf/mm2, 두께 12mm의 강판을 160mm V 흠 맞대기 용접이음을 할 경우 그 효율이 80%라면 용접두께 t 는 얼마로 하여야 하는가? (단, 용접부의 허용응력 σ는 8kgf/mm2 이다.)

  1. 6mm
  2. 8mm
  3. 10mm
  4. 12mm
(정답률: 54%)
  • 용접 효율을 고려하여 강판의 인장 하중과 용접부의 허용 응력이 평형을 이루는 용접 두께를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{\sigma_{a} \times t_{p} \times \eta}{t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$t = \frac{10 \times 12 \times 0.8}{8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$t = 12$$
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73. 터널가마의 레일과 바퀴부분이 연소가스에 의해서 부식되지 않도록 하는 부분은?

  1. 샌드시일(sand seal)
  2. 에어커튼(air curtain)
  3. 내화갑
  4. 칸막이
(정답률: 79%)
  • 터널가마에서 레일과 바퀴 부분이 고온의 연소가스에 노출되어 부식되는 것을 방지하기 위해 모래를 이용하여 밀폐하는 샌드시일(sand seal)을 설치합니다.
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74. 방열유체의 전열유니트수(NTUh)가 3.2이고 온도차가 96℃인 열교환기의 전열효율을 1로 할 때 LMTD는 몇 ℃ 인가?

  1. 0.03℃
  2. 3.2℃
  3. 30℃
  4. 307.2℃
(정답률: 50%)
  • 열교환기의 전열유니트수(NTU)는 전열효율과 대수평균온도차(LMTD)의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{NTU} = \frac{\text{온도차}}{\text{LMTD}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$3.2 = \frac{96}{\text{LMTD}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{LMTD} = 30$$
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75. 축열식 반사로를 사용하여 선철을 용해, 정련하는 방법으로 시멘스마틴법(siemens-martins process)이라고도 하는 것은?

  1. 불림로
  2. 용선로
  3. 평로
  4. 전로
(정답률: 69%)
  • 평로는 축열식 반사로를 사용하여 선철을 용해하고 정련하는 설비이며, 이를 시멘스마틴법(siemens-martins process)이라고도 합니다.
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76. 보일러수 중 알칼리 용액의 농도가 높을 때 응력이 큰 금속 표면에 미세한 균열이 일어나는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 피팅(pitting)
  2. 가성취화
  3. 그루빙(grooving)
  4. 포밍(foaming)
(정답률: 76%)
  • 보일러수 중 가성소다(NaOH) 농도가 높은 상태에서 리벳 이음부와 같이 응력이 집중되는 금속 표면에 미세한 균열이 발생하는 현상을 가성취화라고 합니다.

    오답 노트
    피팅(pitting): 국부적으로 구멍이 뚫리는 부식 현상
    그루빙(grooving): 홈 모양으로 파이는 부식 현상
    포밍(foaming): 보일러수 표면에 거품이 발생하는 현상
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77. 증기보일러에는 원칙적으로 2개 이상의 안전밸브를 설치하여야 한다. 1개만 설치해도 되는 전열면적의 기준은?

  1. 10m2 이하
  2. 302 이하
  3. 502 이하
  4. 1002 이하
(정답률: 78%)
  • 증기보일러의 안전밸브 설치 기준에 따라, 전열면적이 $50\text{m}^2$이하인 경우에는 예외적으로 안전밸브를 1개만 설치할 수 있습니다.
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78. 배관 도면상에 그림과 같은 표시는 어떤 종류의 밸브를 의미하는가?

  1. 앵글밸브(Angle valve)
  2. 체크밸브(Check valve)
  3. 게이트밸브(Gate valve)
  4. 자동밸브(Automatic valve)
(정답률: 81%)
  • 제시된 기호는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 체크밸브(Check valve)의 배관 도면 표시법입니다.
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79. 온도의 급격한 변화, 불균일한 가열냉각 등에 의해 로재(내화물)에 열응력이 생겨 균열이 생기거나 표면이 갈라지는 현상을 의미하는 것은?

  1. 스폴링(spalling)
  2. 슬래킹(Slaking)
  3. 버스팅(bursting)
  4. 하중연화현상
(정답률: 59%)
  • 온도의 급격한 변화나 불균일한 가열 및 냉각으로 인해 내화물 내부에 열응력이 발생하여 표면이 갈라지거나 떨어져 나가는 현상을 스폴링(spalling)이라고 합니다.
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80. 다음 중 터널요(tunnel kiln)의 장점이 아닌 것은?

  1. 다품종 소량생산에 적합하다.
  2. 열효율이 높아 연료가 절약된다.
  3. 노 내의 분위기나 온도 조절이 쉽다.
  4. 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋다.
(정답률: 70%)
  • 터널요는 연속적으로 제품을 이동시키며 소성하는 방식으로, 대량 생산에 최적화된 구조입니다.

    오답 노트
    다품종 소량생산에 적합하다: 대량 생산에 적합한 방식임
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