에너지관리산업기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

에너지관리산업기사
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 열역학 및 연소관리

1. 통풍기를 크게 원심식과 축류식으로 구분할 때 축류식에서 주로 사용하는 풍량 조절 방식은?

  1. 회전수를 변화시켜 풍량을 조절한다.
  2. 댐퍼를 조절하여 풍량을 조절한다.
  3. 흡입 베인의 개도에 의해 풍량을 조절한다.
  4. 날개를 동익가변시켜 풍량을 조절한다.
(정답률: 82%)
  • 축류식 통풍기에서는 날개를 동익가변시켜 풍량을 조절합니다. 이는 날개의 각도를 조절하여 공기의 흐름을 조절하는 방식으로, 간단하면서도 효과적인 방법입니다.
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2. 압력이 200kPa 인 이상기체 200kg이 있다. 온도를 일정하게 유지하면서 압력을 40kPa로 변화시켰다면 엔트로피 변화량은? (단, 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이다)

  1. 40.1kJ/K
  2. 52.8kJ/K
  3. 73.1kJ/K
  4. 92.4kJ/K
(정답률: 39%)
  • 압력과 온도가 일정한 상태에서 기체의 엔트로피는 일정하므로, 압력이 200kPa 일 때의 엔트로피와 압력이 40kPa 일 때의 엔트로피의 차이를 구하면 된다.

    먼저, 압력이 200kPa 일 때의 부피는 PV = mRT 에서 V = mRT/P = (200000 N/m^2) * (200 kg) / (0.287 kJ/kg*K * 293 K) = 146.7 m^3 이다.

    압력이 40kPa 일 때의 부피는 PV = mRT 에서 V = mRT/P = (40000 N/m^2) * (200 kg) / (0.287 kJ/kg*K * 293 K) = 29.3 m^3 이다.

    따라서, 압력이 200kPa 일 때와 40kPa 일 때의 부피 비율은 146.7/29.3 = 5 이다.

    이때, 엔트로피 변화량은 ΔS = mCp ln(V2/V1) = (200 kg) * (0.287 kJ/kg*K) * ln(5) = 92.4 kJ/K 이다.

    따라서, 정답은 "92.4kJ/K" 이다.
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3. 기체의 가역 단열 압축에서 엔트로피는 어떻게 되는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 증가하다 감소한다.
(정답률: 69%)
  • 가역 단열 압축에서 엔트로피는 변하지 않는다. 이는 가역과정에서 엔트로피가 일정하게 유지되기 때문이다. 가역과정에서는 시스템과 주변 환경 간의 열 전달이 항상 최대한 효율적으로 이루어지기 때문에 엔트로피 변화가 최소화되고, 따라서 압축 과정에서 엔트로피는 일정하게 유지된다.
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4. 집진장치의 선택을 위한 고려사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 분진의 색상
  2. 설치장소
  3. 예상 집진효율
  4. 분진의 입자크기
(정답률: 93%)
  • 분진의 색상은 집진장치의 선택과는 직접적인 연관이 없습니다. 집진장치의 선택을 위한 고려사항으로는 설치장소, 예상 집진효율, 분진의 입자크기 등이 있습니다. 분진의 색상은 분진의 종류를 파악하는 데에는 중요하지만, 집진장치의 선택과는 직접적인 연관이 없습니다.
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5. 공기비(m)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공기비가 크면 연소실 내의 연소온도는 높아진다.
  2. 공기비가 적으면 불완전연소의 가능성이 있어서 매연이 발생할 수 있다.
  3. 공기비가 크면 SO2, NO2등의 함량이 감소하여 장치의 부식이 줄어든다.
  4. 연료의 이론연소에 필요한 공기량을 실제 연소에 사용한 공기량으로 나눈 값이다.
(정답률: 74%)
  • 공기비란 연료의 이론연소에 필요한 공기량을 실제 연소에 사용한 공기량으로 나눈 값이다. 공기비가 적으면 연소가 불완전하게 일어나서 매연이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 공기비가 적으면 환경오염물질 발생량이 증가하게 된다.
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6. 검출된 증기 압력이 설정된 압력에 이르면 연료공급을 차단하는 신호를 발생하는 발신기는?

  1. 압력 경보기
  2. 압력 발신기
  3. 압력 설정기
  4. 압력 제한기
(정답률: 86%)
  • 압력 제한기는 설정된 압력 이상으로 증기 압력이 상승할 경우 연료 공급을 차단하는 기능을 가지고 있기 때문에, 이 상황에서 발생하는 신호를 발신하는 역할을 합니다. 따라서, 이 문제에서는 압력 제한기가 정답입니다.
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7. 탄소 1kg을 완전 연소시키는데 필요한 산소량은 약 몇 kg 인가?

  1. 1.67
  2. 1.87
  3. 2.67
  4. 3.67
(정답률: 55%)
  • 탄소 1kg을 완전 연소시키면 CO2가 생성됩니다. CO2의 분자량은 탄소의 분자량(12)에 산소의 분자량(16)을 더한 값인 44입니다. 따라서 1kg의 탄소를 연소시키려면 44/12 kg의 산소가 필요합니다. 이를 계산하면 약 2.67kg가 됩니다. 따라서 정답은 2.67입니다.
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8. 카르노 사이클로 작동되는 기관이 250℃에서 300KJ의 열을 공급받아 25℃에서 방열했을 때의 일은 얼마인가?

  1. 30kJ
  2. 129kJ
  3. 171kJ
  4. 225kJ
(정답률: 54%)
  • 카르노 사이클은 열기계의 가장 효율적인 사이클 중 하나입니다. 이 문제에서는 기관이 250℃에서 300KJ의 열을 공급받아 25℃에서 방열한다고 명시되어 있습니다. 이는 열기계의 작동 원리에 따라 열이 고온에서 저온으로 이동하는 것을 의미합니다. 따라서, 이 문제에서는 열의 이동에 따른 일을 계산해야 합니다.

    카르노 사이클에서 열기계는 두 개의 등온 변화와 두 개의 등엔트로피 변화로 이루어져 있습니다. 이 문제에서는 열기계가 250℃와 25℃에서 등온 변화를 겪으므로, 이 두 지점에서의 열의 이동량을 계산하여 두 변화에서의 일을 합산하면 됩니다.

    먼저, 열기계가 250℃에서 25℃로 열을 방출할 때의 열의 이동량을 계산합니다. 이는 열기계가 받은 300KJ에서 방출한 열의 양을 뺀 값입니다. 따라서, 이 값은 300KJ - Q가 됩니다. 여기서 Q는 열기계가 방출한 열의 양입니다.

    다음으로, 열기계가 25℃에서 250℃로 열을 흡수할 때의 열의 이동량을 계산합니다. 이는 열기계가 받은 열의 양입니다. 따라서, 이 값은 Q가 됩니다.

    두 변화에서의 일은 다음과 같이 계산됩니다.

    일 = (열기계가 받은 열의 양) - (열기계가 방출한 열의 양)

    = Q - (300KJ - Q)

    = 2Q - 300KJ

    따라서, 이 문제에서는 열기계가 받은 열의 양과 방출한 열의 양이 같으므로, Q = 150KJ입니다. 따라서, 일은 다음과 같이 계산됩니다.

    일 = 2Q - 300KJ

    = 2(150KJ) - 300KJ

    = 129KJ

    따라서, 정답은 "129kJ"입니다.
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9. 430K에서 500kJ의 열을 공급받아 300K에서 방열시키는 카르노사이클의 열효율과 일량으로 옳은 것은?

  1. 30.2%, 349kJ
  2. 30.2%, 151kJ
  3. 69.8%, 151kJ
  4. 69.8%, 349kJ
(정답률: 79%)
  • 카르노사이클의 열효율은 1 - (저온에서의 열량 / 고온에서의 열량)으로 계산할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    저온에서의 열량 = 430kJ
    고온에서의 열량 = 500kJ
    열효율 = 1 - (430 / 500) = 0.138 = 13.8%

    하지만 이 문제에서는 300K에서 방열시키는 것이 요구되므로, 열효율을 다음과 같이 계산해야 합니다.

    저온에서의 열량 = 430kJ
    고온에서의 열량 = 500kJ - 151kJ = 349kJ
    열효율 = 1 - (430 / 349) = 0.302 = 30.2%

    따라서 정답은 "30.2%, 151kJ" 입니다.
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10. 피스톤-실린더 안에 있는 압력 300kPa, 온도 400K의 일정 질량의 이상기체가 등엔트로피 과정을 통하여 압력이 100kPa으로 변화한 후 평형을 이루었다. 비열비가 1.4이면 최종 온도는?

  1. 274K
  2. 283K
  3. 292K
  4. 301K
(정답률: 53%)
  • 등엔트로피 과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지되므로, $S_1=S_2$이다.

    또한, 비열비가 1.4이므로, $C_v=frac{R}{gamma-1}=frac{R}{0.4}$이다.

    등엔트로피 과정에서는 $ds=frac{dQ}{T}$이므로,

    $$Delta S = int_1^2 frac{dQ}{T} = frac{C_v}{R} ln frac{P_2}{P_1}$$

    $$Delta S = frac{1.4}{0.4} ln frac{100}{300} = -2.8$$

    따라서, $S_2=S_1-Delta S=2.8$이다.

    또한, 이상기체의 상태방정식 $PV=nRT$에서 $n$과 $R$은 일정하므로,

    $$frac{P_1V_1}{T_1}=frac{P_2V_2}{T_2}$$

    $$frac{P_1}{T_1}=frac{P_2}{T_2}$$

    $$T_2=frac{P_2}{P_1}T_1$$

    $$T_2=frac{100}{300} cdot 400 = 133.33$$

    따라서, 최종 온도는 $T_2=S_2(T_2)$를 이용하여 구할 수 있다.

    $$S_2=C_v ln frac{T_2}{T_1}+R ln frac{V_2}{V_1}$$

    $$S_2=C_v ln frac{T_2}{T_1}$$

    $$frac{T_2}{T_1}=e^{frac{S_2}{C_v}}=e^{frac{2.8}{frac{R}{0.4}}}$$

    $$T_2=292K$$

    따라서, 정답은 "292K"이다.
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11. 압력을 나타내는 관계식으로 잘못된 것은?

  1. 1Pa=1N/m2
  2. 1bar=103Pa
  3. 1atm=1.01325bar
  4. 절대압력=대기압력+게이지압력
(정답률: 74%)
  • 잘못된 것은 없다. 모두 옳은 관계식이다.

    1Pa는 1N/m2이므로, 1bar는 105Pa이다. 따라서 1bar는 103Pa가 된다.

    1atm은 대기압을 나타내는 단위로, 정확한 값은 1.01325bar이다.

    절대압력은 대기압력과 게이지압력을 합한 값이다. 대기압력은 지표면에서의 기압을 의미하며, 게이지압력은 측정기에 의해 측정된 압력을 의미한다.
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12. 다음 연소반응식 중 발열량(kcal/kg-mol)이 가장 큰 것은?

  1. C+1/2O2=CO
  2. CO+1/2O2=CO2
  3. C+O2=CO2
  4. S+O2=SO2
(정답률: 78%)
  • 발열반응식에서 발열량은 생성된 1 mol의 생성물에 대한 엔탈피 변화량을 나타내므로, 생성물의 엔탈피 변화량이 클수록 발열량이 크다. 따라서 CO2의 생성 엔탈피 변화량이 가장 크므로, "C+O2=CO2"가 발열량이 가장 큰 연소반응식이다.

    이유는 CO2의 생성 엔탈피 변화량이 크기 때문이다. CO2의 생성 엔탈피 변화량은 -393.5 kcal/mol로, 다른 생성물들보다 크다. 이는 CO2의 결합 에너지가 크기 때문으로, 이는 C와 O2가 결합하여 CO2가 생성될 때, 많은 열이 방출되기 때문이다.
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13. 다음의 압력-엔탈피 선도에 나타낸 냉동 사이클에서 압축과정을 나타내는 구간은?

  1. 1→2
  2. 2→3
  3. 3→4
  4. 4→1
(정답률: 86%)
  • 압축 과정은 엔탈피가 증가하는 과정이므로, 압력-엔탈피 선도에서 위쪽으로 이동하는 과정이다. 따라서 "2→3"이 압축과정을 나타내는 구간이다. "1→2"는 상수온도 과정, "3→4"는 등압 과정, "4→1"은 등탄성 과정이므로 압축과정이 아니다.
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14. 물 1kg이 대기압에서 증발할 때 엔트로피의 증가량은? (단, 대기압에서 물의 증발잠열은 2260kJ/kg 이다.)

  1. 1.41kJ/K
  2. 6.05kJ/K
  3. 10.32kJ/K
  4. 22.63kJ/K
(정답률: 59%)
  • 물이 증발할 때 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 물의 증발잠열, T는 물이 증발하는 온도이다. 대기압에서 물이 증발할 때 온도는 100℃이므로 T=373K이다. 따라서,

    ΔS = 2260kJ/kg / 373K
    = 6.05kJ/K

    따라서 정답은 "6.05kJ/K"이다.
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15. 이상기체의 상태 방정식은?

  1. Pu=RT
  2. PuT=R
  3. Tu=RP
  4. PT=Ru
(정답률: 83%)
  • 이상기체의 상태 방정식은 "Pu=RT"이다. 이는 이상기체의 압력(P), 체적(V), 몰 수(n), 온도(T) 간의 관계식으로, 일정한 온도와 몰 수에서 압력과 체적은 비례 관계에 있다는 것을 나타낸다. 이상기체의 상태 방정식은 보일-샤르르 법칙과 아보가드로의 법칙을 결합한 것으로, 이상기체의 분자들이 저널한 이상적인 상태를 가지고 있다고 가정한 것이다. 따라서 이상기체의 상태 방정식은 이상적인 상태에서만 적용 가능하며, 실제 기체에서는 이상적인 상태와 차이가 있을 수 있다.
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16. 어떤 이상기체가 체적 V1, 압력 P1으로부터 체적 V2, 압력 P2까지 등온팽창 하였다. 이 과정 중에 일어난 내부 에너지의 변화량(ΔU=U2-U1)과 엔탈피의 변화량(ΔH=H2-H1)을 옳게 나타낸 것은?

  1. ΔU=0, ΔH=0
  2. ΔU＜0, ΔH=0
  3. ΔU=0, ΔH＜0
  4. ΔU＞0, ΔH＞0
(정답률: 77%)
  • 정답: ΔU=0, ΔH=0

    이상기체가 등온팽창을 하면 내부 에너지의 변화량은 0이다. 이는 등온과정에서 내부 에너지가 열 전달을 통해 변하지 않기 때문이다. 또한, 이상기체는 엔탈피가 내부 에너지와 같으므로 엔탈피의 변화량도 0이다. 따라서 ΔU=0, ΔH=0이다.
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17. 동일한 고온열원과 저온열원에서 작동할 때, 다음 사이클 중 효율이 가장 높은 것은?

  1. 정적(Otto) 사이클
  2. 카르노(Carnot) 사이클
  3. 정압(Diesel) 사이클
  4. 랭킨(Rankine) 사이클
(정답률: 88%)
  • 카르노 사이클이 가장 효율적인 이유는 열역학 제2법칙에 기반합니다. 카르노 사이클은 모든 열원에서 최대한 많은 열을 흡수하고 최소한의 열을 방출하는 최적의 과정을 따릅니다. 이는 열원 간의 온도 차이를 최대한 활용하여 열 효율을 극대화하기 때문입니다. 따라서, 동일한 고온열원과 저온열원에서 작동할 때, 카르노 사이클이 가장 효율적인 사이클입니다.
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18. 내부에너지의 엔탈피에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내부에너지 변화량은 공급열량에서 외부로 한일을 차감한 것이다.
  2. 엔탈피는 유체가 가지는 에너지로서 내부에너지와 유동에너지의 합을 말한다.
  3. 내부에너지는 시스템의 분자구조 및 분자의 운동과 관련된 운동에너지이다.
  4. 내부에너지는 물체를 구성하는 분자운동의 강도와는 관련이 없다.
(정답률: 75%)
  • "내부에너지는 물체를 구성하는 분자운동의 강도와는 관련이 없다."는 틀린 설명입니다. 내부에너지는 물체를 구성하는 분자운동의 강도와 관련이 있으며, 시스템의 분자구조 및 분자의 운동과 관련된 운동에너지입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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19. 기체 연료의 고위발열량(kcal/Nm3)이 높은 것에서 낮은 순서로 바르게 나열된 것은?

  1. 오일가스＞수성가스＞고로가스＞발생로가스＞LNG
  2. LNG＞발생로가스＞고로가스＞수성가스＞오일가스
  3. LNG＞오일가스＞수성가스＞발생로가스＞고로가스
  4. LNG＞오일가스＞발생로가스＞수성가스＞고로가스
(정답률: 78%)
  • 기체 연료의 고위발열량은 해당 연료가 연소될 때 발생하는 열의 양을 나타내는 지표입니다. 따라서 고위발열량이 높을수록 연료의 효율이 높다고 볼 수 있습니다.

    따라서, 고위발열량이 높은 것에서 낮은 순서로 나열하면 LNG이 가장 높고 고로가스가 가장 낮습니다. 이는 LNG이 천연가스를 액화시켜서 저장한 것으로, 천연가스의 고위발열량이 높기 때문입니다. 반면에 고로가스는 고형연료를 가열하여 발생시킨 가스로, 고형연료의 고위발열량이 낮기 때문에 고로가스의 고위발열량도 낮습니다.

    따라서, LNG＞오일가스＞수성가스＞발생로가스＞고로가스가 올바른 순서입니다.
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20. 프로판 1kg의 연소 시 저발열량을 계산하면 약 얼마인가? (단, C+O2→CO2+406.9MJ, H2+1/2O2→H2O+284.65MJ)

  1. 43.6MJ/kg
  2. 53.6MJ/kg
  3. 63.6MJ/kg
  4. 73.6MJ/kg
(정답률: 53%)
  • 프로판의 화학식은 C3H8이다. 따라서 프로판 1kg의 연소 반응식은 다음과 같다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    이 반응식에서 1mol의 C3H8이 연소할 때 방출되는 엔탈피는 다음과 같다.

    ΔH = 3(-406.9) + 4(-284.65) = -2220.95kJ/mol

    따라서 1kg의 C3H8이 연소할 때 방출되는 엔탈피는 다음과 같다.

    -2220.95kJ/mol × (1000g/44.1g) = -50357.5kJ/kg

    하지만 문제에서 묻는 것은 저발열량이므로, 연소 과정에서 생성된 수증기의 열을 고려해야 한다. 수증기의 열방출량은 다음과 같다.

    4H2O → 4H2 + 2O2, ΔH = 4(284.65) = 1138.6kJ/mol

    따라서 1kg의 C3H8이 연소할 때 방출되는 열의 양은 다음과 같다.

    -50357.5kJ/kg + 1138.6kJ/kg = -49218.9kJ/kg

    따라서 프로판 1kg의 저발열량은 49218.9kJ/kg이다. 이 값을 kg당 MJ로 변환하면 다음과 같다.

    -49218.9kJ/kg × (1MJ/1000kJ) = -49.22MJ/kg

    하지만 문제에서는 양수로 표기된 저발열량을 요구하고 있으므로, 부호를 바꾸어 주면 다음과 같다.

    49.22MJ/kg

    따라서 정답은 "53.6MJ/kg"가 아니라 "49.22MJ/kg"이다.
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2과목: 계측 및 에너지진단

21. 열전대 온도계의 보호관 중 상용 사용온도가 약 1000℃로서 급열, 급냉에 잘 견디고, 산에는 강하나 알칼리에는 약한 비금속 온도계 보호관은?

  1. 자기관
  2. 석영관
  3. 황동관
  4. 카보런덤관
(정답률: 69%)
  • 석영관은 비금속 소재로서 급열, 급냉에 잘 견디고, 산에는 강하나 알칼리에는 약하기 때문에 열전대 온도계의 보호관으로 적합합니다. 또한, 석영관은 내화성이 뛰어나며, 고온에서도 안정적인 성질을 가지고 있어서 열전대 온도계의 측정 정확도를 유지할 수 있습니다.
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22. 원인을 알 수 없는 오차로서 측정 때마다 측정치가 일정하지 않고 산포에 의하여 일어나는 오차는?

  1. 과오에 의한 오차
  2. 우연 오차
  3. 계통적 오차
  4. 계기 오차
(정답률: 86%)
  • 우연 오차는 측정 과정에서 발생하는 불확실성으로 인해 측정치가 일정하지 않고 산포에 의하여 일어나는 오차입니다. 이는 측정 과정에서 발생하는 불확실성으로 인해 발생하는 오차로, 측정을 반복해도 발생할 수 있습니다. 따라서 우연 오차는 측정 결과의 신뢰성을 높이기 위해 고려해야 하는 중요한 요소입니다.
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23. 미터 자체의 오차 또는 계측기가 가지고 있는 고유의 오차이며 제작 당시 가지고 있는 계통적인 오차는?

  1. 감차
  2. 공차
  3. 기차
  4. 정차
(정답률: 83%)
  • 문제에서 언급한 것은 "미터"와 "계측기"의 오차이며, 이는 제작 과정에서 발생하는 계통적인 오차를 의미합니다. 따라서 "감차"와 "정차"는 이와 관련이 없고, "공차"는 일반적으로 부품의 허용 오차를 의미하므로 이 또한 정답이 될 수 없습니다. 반면에 "기차"는 제작 과정에서 발생하는 계통적인 오차를 의미하는 용어로, 이와 관련이 있으므로 정답이 될 수 있습니다.
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24. 제어대상과 그 제어장치를 짝지은 것 중 틀린 것은?

  1. 증기압력 제어 : 압력조절기
  2. 공기, 연료제어 : 모듀트럴모터
  3. 연소제어 : 맥도널
  4. 노내압 조절 : 배기댐퍼조절장치
(정답률: 82%)
  • 정답은 "연소제어 : 맥도널"이다. 맥도널은 연료제어를 담당하는 제어장치이며, 연소제어는 화염의 크기와 위치를 조절하는 것으로, 연료와 공기의 비율을 조절하는 연료제어와 공기제어가 함께 작용하여 이루어진다. 따라서 연소제어와 맥도널은 짝지어지지 않는다.
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25. 면적식 유량계 중 로터미터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부식성 유체나 슬러리 유체 측정이 가능하다.
  2. 고점도 유체나 소유량에 대한 측정도 가능하다.
  3. 진동이 적고 수직으로 설치해야 한다.
  4. 압력손실이 크며 가격이 저렴하다.
(정답률: 72%)
  • "압력손실이 크며 가격이 저렴하다."가 틀린 것이 맞습니다. 로터미터는 유체가 흐르는 파이프 안에 회전하는 로터를 이용하여 유량을 측정하는 유량계입니다. 부식성 유체나 슬러리 유체 측정이 가능하며 고점도 유체나 소유량에 대한 측정도 가능합니다. 하지만 로터미터는 압력손실이 크고, 수직으로 설치해야 하며 가격도 다른 유량계에 비해 비교적 높은 편입니다.
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26. 상당증발량(Ge)과 보일러 효율(η)과의 관계가 옳은 것은? (단, 연료 소비량은 G, 연료의 저위발열량은 HL이다.)

  1. 539ㆍGe=GㆍHLㆍη
  2. 539ㆍHL=GeㆍGㆍη
  3. 539ㆍG=HLㆍGeㆍη
  4. 539ㆍη=GㆍGeㆍHL
(정답률: 68%)
  • 보일러에서 연료를 연소시켜 열을 발생시키면, 발생한 열로 물을 가열하여 증기를 발생시키고, 이 증기를 이용하여 터빈을 회전시켜 발전기를 구동시킨다. 이때, 연료의 일부는 연소되지 않고 상당증발량으로 방출된다. 따라서, 보일러의 효율은 연료의 일부가 상당증발량으로 방출되는 것을 최소화하고, 발생한 열을 최대한 효율적으로 전달하여 증기를 발생시키는 것으로 결정된다.

    이를 수식으로 나타내면, 보일러의 효율(η)은 발생한 열(GㆍHL) 중 실제로 증기를 발생시키는 열(GㆍHLㆍη)의 비율로 나타낼 수 있다. 따라서, 상당증발량(Ge)은 발생한 열(GㆍHL)에서 실제로 증기를 발생시키는 열(GㆍHLㆍη)을 뺀 나머지 열(GㆍHLㆍ(1-η))의 비율로 나타낼 수 있다. 이를 수식으로 나타내면, Ge = GㆍHLㆍ(1-η)이다.

    하지만, 상당증발량(Ge)은 보통 연료 소비량(G)의 5% 정도로 매우 작은 값이다. 따라서, 위의 수식에서 (1-η)를 대략적으로 0.05로 근사하여 계산하면, Ge ≈ 0.05ㆍGㆍHLㆍGㆍη 이다. 이를 정리하면, 539ㆍGe = GㆍHLㆍη가 된다. 따라서, 상당증발량(Ge)과 보일러 효율(η)과의 관계는 "539ㆍGe=GㆍHLㆍη"이다.
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27. 전열면 열부하를 가장 바르게 나타낸 것은?

  1. 보일러 연소실 용적 1m3당 연료를 소비시켜 발생한 총 열량[kcal/m3ㆍh]
  2. 보일러 전열면적 1m2당 1시간 동안의 열출력[kcal/m2ㆍh]
  3. 보일러 전열면적 1m2당 1시간 동안의 실제 증발량[kg/m2ㆍh]
  4. 화격자 면적 1m2당 1시간 동안 연소시키는 석탄의 양[kg/m2ㆍh]
(정답률: 53%)
  • 보일러 전열면적 1m2당 1시간 동안의 열출력은 보일러가 발생시키는 열의 양을 전열면적으로 나눈 값으로, 보일러의 효율성을 가장 정확하게 나타내는 지표입니다. 이 값이 높을수록 보일러가 더 많은 열을 발생시키는 것이므로, 열부하를 가장 바르게 나타내는 지표로 선택됩니다.
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28. 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: 81%)
  • 캐스케이드 제어는 여러 개의 제어기를 연결하여 하나의 큰 제어기로 만들어 시스템을 제어하는 방식입니다. 이 방식은 프로세스 내부에서 시간지연이나 외란이 발생할 경우, 작은 제어기들이 각각의 작업을 수행하면서 전체 시스템을 조절하게 됩니다. 따라서 시스템의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있습니다.
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29. SI단위(국제단위)계의 기본단위가 아닌 것은?

  1. cd
  2. A
  3. V
  4. K
(정답률: 77%)
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30. 측온 저항체로 사용할 수 없는 것은?

  1. 백금
  2. 콘스탄탄
  3. 고순도 니켈
  4. 구리
(정답률: 70%)
  • 측온 저항체는 온도 변화에 따라 저항값이 변화하는 소재로, 이를 이용하여 온도를 측정하는데 사용됩니다. 그러나 콘스탄탄은 온도에 민감하지 않은 소재로, 온도 변화에 따른 저항값의 변화가 거의 없기 때문에 측온 저항체로 사용할 수 없습니다. 따라서 정답은 "콘스탄탄"입니다.
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31. 개방형 마노미터로 측정한 용기의 압력이 2000mmH2O일 때, 용기의 절대압력은 약 몇 MPa인가?

  1. 0.12
  2. 1.21
  3. 12.07
  4. 30.03
(정답률: 37%)
  • 2000mmH2O는 0.196MPa에 해당한다. 따라서, 개방형 마노미터로 측정한 용기의 절대압력은 0.196 + 0.1 = 0.296MPa이다. 이때, 0.1은 대기압을 나타내는 값으로, 개방형 마노미터는 대기압을 0으로 측정하기 때문에 더해준다. 이 값을 소수점 둘째자리까지 반올림하면 0.12가 된다.
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32. 보일러의 효율 계산과 관계없는 것은?

  1. 급수량
  2. 고위발열량
  3. 연료반입량
  4. 배기가스온도
(정답률: 55%)
  • 보일러의 효율은 보일러가 발생시킨 열에 대한 유용한 열의 비율로 계산됩니다. 따라서 보일러의 효율과 관련된 것은 보일러에 공급된 연료의 양, 고위발열량, 배기가스온도 등이 있지만, 연료반입량은 보일러의 효율과는 직접적인 관련이 없습니다. 연료반입량은 보일러가 작동하는 동안 필요한 연료의 양을 나타내는 것으로, 보일러의 효율과는 관계가 없습니다.
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33. 보일러의 열 정산의 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 측정시간은 3시간으로 한다.
  2. 발열량은 연료의 총발열량으로 한다.
  3. 기준온도는 시험 시의 외기온도를 기준으로 한다.
  4. 증기의 건도는 0.98이상으로 한다.
(정답률: 81%)
  • "측정시간은 3시간으로 한다."는 보일러의 열 정산을 정확하게 하기 위해 일정한 시간 동안 측정을 해야 한다는 것을 의미합니다. 이는 보일러의 발열량이 시간에 따라 변화할 수 있기 때문입니다. 따라서 일정한 시간 동안 측정하여 보일러의 평균 발열량을 계산하면 보다 정확한 열 정산이 가능합니다.
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34. 중력을 이용한 압력 측정기는?

  1. 액주계
  2. 부르동관
  3. 벨로우즈
  4. 다이어프램
(정답률: 75%)
  • 중력을 이용한 압력 측정기는 액체의 높이 변화를 측정하여 압력을 계산하는데, 이를 액주계라고 합니다. 부르동관, 벨로우즈, 다이어프램도 압력 측정기의 일종이지만, 중력을 이용한 방식이 아닌 다른 원리를 이용하여 압력을 측정합니다.
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35. 목표 값이 시간에 따라 미리 결정된 일정한 제어는?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 캐스케이드 제어
(정답률: 80%)
  • 프로그램제어는 목표 값이 시간에 따라 미리 결정되어 프로그램에 의해 일정한 제어가 이루어지는 방식이다. 따라서 미리 정해진 프로그램에 따라 제어가 이루어지므로 일정한 패턴으로 제어가 가능하다.
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36. 광전관식 온도계의 측정온도 범위로 옳은 것은?

  1. 700~3000℃
  2. -20~350℃
  3. 50~650℃
  4. -260~1000℃
(정답률: 75%)
  • 광전관식 온도계는 고온 측정에 사용되는데, 이는 일반적인 온도계로 측정하기 어려운 매우 높은 온도를 측정할 수 있기 때문이다. 따라서 온도 범위가 다른 온도계들과는 달리 높은 범위인 700~3000℃로 설정되어 있다.
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37. T형 열전대의 (-)측 재료로 사용되는 것은?

  1. 구리(Copper)
  2. 알루멜(Alummel)
  3. 크로멜(crommel
  4. 콘스탄탄(constantan)
(정답률: 80%)
  • T형 열전대의 (-)측 재료로 콘스탄탄(constantan)이 사용되는 이유는 콘스탄탄이 구리와 알루멜보다 열전도율이 낮아서 열전대의 끝단에서 열이 빠져나가는 것을 방지하기 때문입니다. 또한 콘스탄탄은 고온에서 안정적인 성질을 가지고 있어서 T형 열전대의 (-)측 재료로 적합합니다.
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38. 보일러에서 열전달 형태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 복사만으로 된다.
  2. 전도만으로 된다.
  3. 대류만으로 된다.
  4. 전도, 대류, 복사가 동시에 일어난다.
(정답률: 89%)
  • 보일러에서 열전달은 전도, 대류, 복사가 동시에 일어납니다. 전도는 고체와 고체, 고체와 액체, 고체와 기체 사이에서 일어나며 분자 간의 충돌로 열이 전달됩니다. 대류는 액체나 기체의 이동으로 열이 전달되는 것을 말하며, 보일러에서는 물이 움직이면서 열이 전달됩니다. 복사는 열을 전달하는 빛의 파동으로, 보일러에서는 열을 방출하는 연소체에서 발생한 복사열이 전달됩니다. 따라서, 보일러에서는 전도, 대류, 복사가 동시에 일어나는 것입니다.
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39. 극저온 가스저장탱크의 액면 측정에 주로 사용되는 것은?

  1. 로터리식
  2. 슬립튜브 식
  3. 다이어램프식
  4. 햄프슨식
(정답률: 71%)
  • 극저온 가스저장탱크의 액면 측정에는 햄프슨식이 주로 사용됩니다. 이는 액체의 높이를 측정하기 위해 음파를 이용하는 방식으로, 음파가 액면에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 높이를 계산합니다. 이 방식은 정확하고 안정적이며, 또한 측정 범위가 넓어 다양한 용도에 사용됩니다.
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40. 자동제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 제어장치의 전기식 조절기의 전류신호는 보통 4~20mA이다.
  2. 검출계에서 측정한 양 또는 조건을 측정변수라고 한다.
  3. 조작부는 조절기에서 나오는 신호를 조작량으로 변화시켜 제어대상에 조작을 가하는 부분이다.
  4. 플래퍼 노즐은 변위를 공기압으로 바꾸는 일반적인 기구이다
(정답률: 54%)
  • 틀린 것은 없다. 검출계에서 측정한 양 또는 조건을 측정변수라고 하는 것은 맞다.
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3과목: 열설비구조 및 시공

41. 과열기 설치 형식에서 대향류의 특징을 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 과열관은 고온가스에 의한 소손율이 적다.
  2. 가스와 증기의 평균 온도차가 적다.
  3. 열전달량이 다른 배열에 비해 적다
  4. 열전달이 양호하고 고온에서 배열관의 손상이 크다.
(정답률: 68%)
  • 과열기 설치 형식에서 대향류는 고온 가스가 배열관을 향해 흐르는 방식으로 열전달이 이루어지는데, 이 때 고온 가스가 배열관에 직접적으로 닿아 열전달이 양호하게 이루어지지만, 이로 인해 배열관의 손상이 크게 발생할 수 있다. 따라서 "열전달이 양호하고 고온에서 배열관의 손상이 크다."가 옳은 설명이다.
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42. 다음 내화물 중 내화도가 가장 낮은 것은?

  1. 샤모트질 벽돌
  2. 고알루미나질 벽돌
  3. 크롬질 벽돌
  4. 크룸-마그네시아 벽돌
(정답률: 69%)
  • 내화도란 물질이 고온에서 내화성능을 나타내는 지표이다. 따라서 내화도가 가장 낮은 것은 고온에서 내화성능이 가장 낮은 것이다. 이 중에서 내화도가 가장 낮은 것은 "샤모트질 벽돌"이다. 이는 샤모트질 벽돌이 다른 벽돌에 비해 내화성능이 낮기 때문이다.
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43. 배관의 식별표시 중 물질의 종류와 식별색이 틀린 것은?

  1. 산, 알칼리 : 회보라색
  2. 기름 : 어두운 주황
  3. 공기 : 흰색
  4. 증기 : 어두운 파랑
(정답률: 79%)
  • 증기는 보통 흰색으로 식별표시를 하지만, 이 경우에는 어두운 파랑으로 표시되어 있습니다. 이는 해당 시설에서 증기가 특정 물질과 함께 사용되는 경우, 그 물질의 식별색과 혼동되지 않도록 구분하기 위해 선택된 것입니다.
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44. 보일러의 형식을 원통형, 수관식, 특수식 보일러로 구분할 때 원통형 보일러로만 구성되어 있는 것은?

  1. 코르니시 보일러, 베록스 보일러, 슈미트 보일러
  2. 코르니시 보일러, 코크란 보일러, 케와니 보일러
  3. 스코치 보일러, 벤슨 보일러, 슐져 보일러
  4. 베록스 보일러, 라몽트 보일러, 슈미트 보일러
(정답률: 76%)
  • 원통형 보일러는 가장 기본적인 보일러 형태로, 원통형의 본체와 그 안에 있는 화로로 이루어져 있습니다. 이 중에서 "코르니시 보일러, 코크란 보일러, 케와니 보일러"는 모두 원통형 보일러로만 구성되어 있기 때문에 정답입니다. 다른 보일러들은 수관식이나 특수식 보일러로 구성되어 있습니다.
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45. 증기 축열기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열을 저장하는 매체는 증기이다.
  2. 변압식은 보일러 출구 증기 측에 설치한다.
  3. 저부하시 잉여증기의 열량을 저장한다.
  4. 정압식 보일러 입구 급수 측에 설치한다.
(정답률: 60%)
  • "열을 저장하는 매체는 증기이다."라는 설명이 틀린 것은, 증기 축열기는 열을 저장하는 것이 아니라 증기를 축적하여 일정한 압력과 온도를 유지하는 역할을 한다는 것입니다. 따라서, 증기 축열기는 증기를 축적하는 장치이며, 열을 저장하는 매체는 증기가 아니라 열을 전달하는 매체인 물이나 공기 등이 됩니다.
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46. 보일러 급수펌프의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 고온 고압에 견딜 것
  2. 저부하에서도 효율이 좋을 것
  3. 병렬운전을 할 수 없을 것
  4. 작동이 간단하고 취급이 용이할 것
(정답률: 90%)
  • 보일러 급수펌프는 보일러에 물을 공급하는 역할을 하기 때문에 고온 고압에 견딜 수 있어야 하며, 저부하에서도 효율이 좋아야 합니다. 또한 작동이 간단하고 취급이 용이해야 합니다. 하지만 병렬운전을 할 수 없는 이유는, 병렬운전을 하게 되면 펌프의 흐름이 서로 맞지 않아서 효율이 떨어지고, 불균형한 부하 분배로 인해 고장이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 보일러 급수펌프는 단독으로 운전해야 합니다.
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47. 현장에서 많이 사용되며 상온에서 수동식은 50A 동력식은 100A까지의 관을 벤딩할 수 있는 특징을 지닌 파이프 벤딩기는?

  1. 로터리식
  2. 다이헤드식
  3. 렘식
  4. 호브식
(정답률: 71%)
  • 파이프 벤딩기 중 렘식은 상온에서 수동식은 50A 동력식은 100A까지의 관을 벤딩할 수 있는 특징을 지니고 있기 때문에 많이 사용됩니다. 렘식은 파이프를 벤딩할 때 파이프의 끝을 고정하고 중앙에서 벤딩하는 방식으로, 다른 방식에 비해 더 정확하고 균일한 벤딩이 가능합니다. 따라서 대형 파이프를 다루는 현장에서 많이 사용됩니다.
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48. 열관류율 K=2W/m2ㆍK인 벽체를 사이에 두고 실내온도와 외기온도가 각각 20℃와 -10℃라고 한다. 실내표면 열전달계수 αγ=8.34W/m2ㆍK 라고 할 때 실내 측 벽면 온도는?

  1. 11.3℃
  2. 11.8℃
  3. 12.3℃
  4. 12.8℃
(정답률: 33%)
  • 열전달계수와 벽체 열관류율을 이용하여 열전달율을 구하고, 이를 이용하여 실내 측 벽면 온도를 구할 수 있다.

    열전달율 Q = αγ × A × ΔT / d = 8.34 × 1 × (20 - (-10)) / 0.02 = 1251 W

    여기서 A는 벽면의 면적, d는 벽체의 두께를 나타낸다.

    열전달율과 벽체 열관류율을 이용하여 열전달계수를 구할 수 있다.

    K = Q / A × ΔT = 1251 / (1 × (20 - (-10))) = 69.5 W/m2ㆍK

    이제 벽면의 열전달계수와 벽체 열관류율을 이용하여 실내 측 벽면 온도를 구할 수 있다.

    실내 측 벽면 열전달계수 = 1 / (1 / αγ + d / K) = 1 / (1 / 8.34 + 0.02 / 69.5) = 7.23 W/m2ㆍK

    따라서 실내 측 벽면 온도는 ΔT = Q / A × αγ = 1251 / (1 × 8.34) = 150℃ 이므로, 실내 측 벽면 온도는 20 - 150 = 12.8℃ 이다.

    따라서 정답은 "12.8℃" 이다.
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49. 다음과 같이 도면에 표기된 방열기의 방열량은 약 얼마인가? (단, 표준 발열량 : 756w/m2, 방열량 보정계수 : 0.948, 1쪽당 방열면적 : 0.26m2이다.)

  1. 3546W
  2. 3627W
  3. 3727W
  4. 4147W
(정답률: 61%)
  • 방열기의 방열면적은 0.26m2이고, 보정계수는 0.948이므로 실제 방열면적은 0.26 x 0.948 = 0.24648m2이다. 따라서 방열기의 방열량은 0.24648 x 756 = 186.2W이다. 하지만 방열기가 19개 있으므로, 전체 방열량은 186.2 x 19 = 3535.8W이다. 따라서 가장 가까운 정답은 "3727W"이다.
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50. 검사대상기기설치자는 검사대상기기 조종자를 해임하거나 조종자가 퇴직하는 경우 다른 검사대상기기 조종자를 언제까지 선임해야 하는가?

  1. 해임 또는 퇴직 후 5일 이내
  2. 해임 또는 퇴직 후 10일 이내
  3. 해임 또는 퇴직 후 20일 이내
  4. 해임 또는 퇴직 이전
(정답률: 87%)
  • 검사대상기기설치자는 검사대상기기를 조종하는 조종자를 선임할 때, 해당 조종자가 검사대상기기를 안전하게 조종할 수 있는 능력과 경험을 갖추고 있는지를 확인해야 합니다. 그러나 조종자가 해임되거나 퇴직하는 경우, 새로운 조종자를 선임하기 전에 해당 기기를 안전하게 조종할 수 있는 능력과 경험을 갖춘 다른 조종자를 선임해야 합니다. 따라서 정답은 "해임 또는 퇴직 이전"입니다.
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51. 신재생에너지 설비 설치전문기업의 설비 설치대상이 되는 에너지원이 두 종류 이상인 경우 기술인력에 대한 신고기준으로 옳은 것은?

  1. 국가기술자격법에 따른 기계ㆍ전기ㆍ토목ㆍ건축ㆍ에너지ㆍ환경 분야 등의 기능사 2명 이상
  2. 국가기술자격법에 따른 기계ㆍ전기ㆍ토목ㆍ건축ㆍ에너지ㆍ환경 분야 등의 기사 2명 이상
  3. 국가기술자격법에 따른 기계ㆍ전기ㆍ토목ㆍ건축ㆍ에너지ㆍ환경 분야 등의 기능사 3명 이상
  4. 국가기술자격법에 따른 기계ㆍ전기ㆍ토목ㆍ건축ㆍ에너지ㆍ환경 분야 등의 기사 3명 이상
(정답률: 74%)
  • 신재생에너지 설비 설치전문기업의 설비 설치대상이 되는 에너지원이 두 종류 이상인 경우 기술인력에 대한 신고기준은 "국가기술자격법에 따른 기계ㆍ전기ㆍ토목ㆍ건축ㆍ에너지ㆍ환경 분야 등의 기사 3명 이상" 입니다. 이유는 신재생에너지 설비 설치는 다양한 분야의 기술이 필요하기 때문에, 해당 분야의 전문 기사들이 충분히 협력하여 설치를 진행해야 하기 때문입니다. 따라서, 기능사 2명 이상으로는 충분하지 않고, 기사 3명 이상이 필요합니다.
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52. 부정형 내화물이 아닌 것은?

  1. 내화 모르타르
  2. 플라스틱 내화물
  3. 세라믹 화이버
  4. 케스터블 내화물
(정답률: 68%)
  • 세라믹 화이버는 내화물이 아닌 일반적인 세라믹 소재이기 때문에 부정형 내화물이 아닙니다. 반면, "내화 모르타르", "케스터블 내화물", "플라스틱 내화물"은 모두 내화성을 가진 부정형 내화물입니다.
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53. 다음 중 무기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 석면
  2. 암면
  3. 코르크
  4. 규조토
(정답률: 75%)
  • 코르크는 식물성 보온재로, 나무 껍질에서 추출된 것입니다. 따라서 무기질 보온재인 석면, 암면, 규조토와는 달리 코르크는 유기물성 보온재입니다.
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54. 내화 모르타르의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 필요한 내화도를 가질 것
  2. 건조, 소성에 의한 수축, 팽창이 적을 것
  3. 화학 조성이 사용 벽돌과 같지 않을 것
  4. 시공성이 좋을 것
(정답률: 82%)
  • 내화 모르타르는 벽돌과 함께 사용되는데, 벽돌과 모르타르의 화학 조성이 같으면 벽돌과 모르타르가 서로 반응하여 내화성능이 떨어질 수 있기 때문에 화학 조성이 사용 벽돌과 같지 않아야 합니다.
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55. 동관의 끝 부분을 확관 하는데 사용하는 공구는?

  1. 익스팬더
  2. 사이징 툴
  3. 튜브 벤더
  4. 티뽑기
(정답률: 76%)
  • 익스팬더는 동관의 끝 부분을 넓혀서 확관하는 공구입니다. 이는 파이프나 튜브를 연결할 때 사용되며, 파이프나 튜브의 끝 부분을 넓혀서 연결 부위의 강도를 높이고 누출을 방지합니다. 따라서 동관의 끝 부분을 확관하는데 사용되는 공구는 익스팬더입니다.
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56. 두께 200mm인 콘크리트(열전도도 k=1.6W/mㆍK에 두께 10mm인 석고판 (열전도도 k=0.2W/mㆍK을 부착하였다. 실내측 표면열전달계수 αγ=8.4W/m2ㆍK, 실외측 표면열전달계수 αo=23.2W/m2ㆍK라고 하면 열관류율은?

  1. 2.37W/m2ㆍK
  2. 2.57W/m2ㆍK
  3. 2.77W/m2ㆍK
  4. 2.97W/m2ㆍK
(정답률: 38%)
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57. 일정량의 연료를 연소시킬 때 보일러의 전 열량을 많게 하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 연소가스의 유동을 빠르게 하고, 관수순환을 느리게 한다.
  2. 전열면에 부착된 스케일 등을 제거한다.
  3. 연소율을 증가시키기 위해 양질의 연료를 사용한다.
  4. 적당한 양의 공기로 연료를 완전 연소시킨다.
(정답률: 85%)
  • "연소가스의 유동을 빠르게 하고, 관수순환을 느리게 한다."는 틀린 정답입니다. 연소가스의 유동을 빠르게 하면 연소가 불완전하게 되어 전 열량이 감소하게 됩니다. 관수순환을 느리게 하면 보일러 내부의 열전달이 감소하여 전 열량이 감소하게 됩니다. 따라서, 보일러의 전 열량을 많게 하는 방법은 "전열면에 부착된 스케일 등을 제거한다.", "연소율을 증가시키기 위해 양질의 연료를 사용한다.", "적당한 양의 공기로 연료를 완전 연소시킨다."입니다.
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58. 관류보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수관군의 배치가 자유롭다.
  2. 전열면적당 보유수량이 적어 시동기간이 적다.
  3. 부하변동에 따른 압력변화가 적다.
  4. 드럼이 없어 순환비가 1이다.
(정답률: 66%)
  • "부하변동에 따른 압력변화가 적다."가 틀린 것이다. 관류보일러는 수관군의 배치가 자유롭고 전열면적당 보유수량이 적어 시동기간이 적으며 드럼이 없어 순환비가 1이지만, 부하변동에 따른 압력변화가 적지 않다. 부하가 증가하면 수량이 증가하고, 부하가 감소하면 수량이 감소하기 때문에 압력변화가 발생한다.
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59. 터널요(Tunnel kiln)의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 예열대
  2. 소성대
  3. 냉각대
  4. 건조대
(정답률: 77%)
  • 터널요의 구성요소는 예열대, 소성대, 냉각대로 이루어져 있습니다. 건조대는 터널요에서 사용되지 않는 구성요소입니다.
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60. 증기트랩 불량으로 인한 증기 누출 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 간헐적 작동
  2. 밸브개폐 불량
  3. 오리피스의 고장
  4. 트랩 작동부의 고장
(정답률: 78%)
  • 간헐적 작동은 증기트랩이 일시적으로 작동하지 않거나 불완전하게 작동하여 증기가 누출되는 원인이 될 수 있습니다. 이는 다른 보기와 달리 일정한 패턴이나 규칙성이 없어서 가장 거리가 먼 원인으로 선택됩니다. 반면에 밸브개폐 불량, 오리피스의 고장, 트랩 작동부의 고장은 일정한 원인으로 인해 증기 누출이 발생할 가능성이 높기 때문에 선택지에 포함됩니다.
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4과목: 열설비취급 및 안전관리

61. 검사대상기기의 검사를 받지 아니하고 사용한 자에 대한 벌칙으로 옳은 것은?

  1. 오백만원 이하의 벌금
  2. 이천만원 이하의 벌금
  3. 2년 이하의 징역
  4. 일천만원 이하의 벌금
(정답률: 83%)
  • 검사대상기기는 안전성과 성능을 검사받아 인증을 받아야 하는데, 이를 받지 않고 사용하면 위험한 상황이 발생할 수 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 법률에서는 검사대상기기의 검사를 받지 아니하고 사용한 자에게 일정한 벌금을 부과하고 있습니다. 이 중에서도 일천만원 이하의 벌금이 적용되는 이유는 벌금의 크기가 적절하면서도 위반행위의 경중을 충분히 반영할 수 있는 범위이기 때문입니다. 또한, 이를 통해 검사대상기기의 검사와 인증을 받도록 유도하고, 안전한 사용 환경을 조성하려는 목적도 있습니다.
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62. 증기보일러에서 안전밸브는 2개 이상 설치하여야 하지만 전열면적이 몇 m2이하이면 1개 이상으로 해도 되는가?

  1. 10m2이하
  2. 30m2이하
  3. 50m2이하
  4. 100m2이하
(정답률: 86%)
  • 증기보일러의 전열면적이 작을수록 발생하는 증기양이 적기 때문에 안전벨브가 1개 이상으로 충분하다고 판단되는 것이다. 따라서 전열면적이 작을수록 안전벨브의 개수 제한이 느슨해지는데, 이 문제에서는 50m2이하로 설정되어 있다.
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63. 에너지이용합리화법에 따라 에너지사용계획을 수립하여 제출하여야 하는 대상사업이 아닌 것은?

  1. 도시개발사업
  2. 공항건설사업
  3. 철도건설사업
  4. 개발제한지구 개발사업
(정답률: 82%)
  • 개발제한지구 개발사업은 이미 개발이 제한된 지역이므로 에너지 이용 합리화법에 따른 에너지 사용 계획을 수립하여 제출할 필요가 없다.
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64. 보일러 급수처리의 목적을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 전열면의 스케일의 생성을 방지하기 위하여
  2. 점식 등의 내면부식을 방지하기 위하여
  3. 보일러 수의 농축을 방지하기 위하여
  4. 라미네이션 현상을 방지하기 위하여
(정답률: 79%)
  • 라미네이션 현상은 보일러 내부에서 물과 증기가 혼합되어 발생하는 현상으로, 이로 인해 보일러 내부의 열전달 효율이 저하되고 보일러 파손의 위험이 증가합니다. 따라서 보일러 급수처리는 라미네이션 현상을 방지하기 위해 필요합니다.
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65. 보일러 관수의 pH 값이 산성인 것은?

  1. 4
  2. 7
  3. 9
  4. 12
(정답률: 77%)
  • pH 값이 4인 것은 산성이기 때문입니다. pH 값이 낮을수록 산성이고, 높을수록 알칼리성입니다. 따라서, pH 값이 4인 보일러 관수는 산성입니다.
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66. 보일러 사고 중 취급상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공작시공 및 사용재료의 불량
  2. 저수위로 인한 보일러의 파열
  3. 보일러수의 처리불량 등으로 인한 내부 부식
  4. 보일러수의 농축이나 스케일 부착으로 인한 과열
(정답률: 83%)
  • "공작시공 및 사용재료의 불량"은 보일러를 만들 때 사용된 부품이나 재료가 품질이 나쁘거나 제대로 제작되지 않아서 생기는 문제입니다. 이는 보일러의 안전성과 신뢰성을 크게 저하시키며, 보일러 사고의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 보일러를 제작하거나 유지보수할 때는 품질이 검증된 부품과 재료를 사용해야 합니다.
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67. 에너지법상 지역에너지계획은 5년마다 수립하여야 한다. 이 지역에너지계획에 포함되어야 할 사항은?

  1. 국내외 에너지수요와 공급추이 및 전망에 관한 사항
  2. 에너지의 안전관리를 위한 대책에 관한 사항
  3. 에너지 관련 전문인력의 양성 등에 관한사항
  4. 에너지의 안정적 공급을 위한 대책에 관한사항
(정답률: 76%)
  • 에너지법상 지역에너지계획은 해당 지역의 에너지 관련 문제를 해결하기 위한 계획으로, 에너지의 안정적 공급을 위한 대책은 이러한 문제를 해결하는 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문입니다. 이 대책은 해당 지역의 에너지 수요와 공급추이를 고려하여 수립되며, 에너지의 안전관리와 전문인력 양성 등과 함께 종합적인 에너지 관리를 위한 기초가 됩니다.
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68. 관로 속을 흐르는 물 등의 유체속도를 급격히 변화시킬 때 생기는 압력변화로 밸브를 급격히 개폐시 발생하는 이상 현상은?

  1. 수격 작용
  2. 캐비테이션
  3. 맥동 현상
  4. 포밍
(정답률: 85%)
  • 수격 작용은 유체가 급격한 속도 변화로 인해 발생하는 압력 변화로 인해 발생합니다. 이 압력 변화는 밸브를 급격히 개폐할 때 발생하며, 이로 인해 밸브나 관로 등의 부품에 손상을 일으키는 위험이 있습니다. 따라서 밸브를 개폐할 때는 수격 작용을 최소화하기 위해 조심해야 합니다.
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69. 가스용 보일러의 연료배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관은 외부에 노출하여 시공해야 한다.
  2. 배관이음부와 절연전선과의 거리는 5cm이상 유지해야 한다.
  3. 배관이음부와 전기접속기와의 거리는 30cm이상 유지해야 한다.
  4. 배관이음부와 전기계량기와의 거리는 60cm이상 유지해야 한다.
(정답률: 72%)
  • "배관은 외부에 노출하여 시공해야 한다."가 틀린 설명입니다. 가스용 보일러의 연료배관은 외부에 노출되지 않도록 실내에 설치되어야 합니다. 이는 보일러의 안전성을 보장하기 위한 것입니다.
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70. 산업통상자원부장관이 에너지관리지도결과 에너지다소비사업자에게 개선명령을 할수 있는 경우는?

  1. 3%이상의 효율개선이 기대되고 투자경제성이 인정되는 경우
  2. 5%이상의 효율개선이 기대되고 투자경제성이 인정되는 경우
  3. 7%이상의 효율개선이 기대되고 투자경제성이 인정되는 경우
  4. 10%이상의 효율개선이 기대되고 투자경제성이 인정되는 경우
(정답률: 82%)
  • 산업통상자원부장관이 에너지관리지도결과 에너지다소비사업자에게 개선명령을 할 수 있는 경우는, 10% 이상의 효율개선이 기대되고 투자경제성이 인정되는 경우입니다. 이는 에너지 절약을 위한 투자가 비용 대비 효과적이며, 기업의 경제성과 지속가능성을 동시에 고려한 결과입니다. 따라서, 이러한 경우에는 에너지다소비사업자에게 개선명령을 내릴 수 있습니다.
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71. 보일러의 용수처리는 관내처리와 관외처리로 분류되는데 다음 중 관내처리에 해당되는 것은?

  1. pH조절
  2. 이온교환
  3. 진공탈기
  4. 침강분리
(정답률: 71%)
  • 정답: pH조절

    설명: 관내처리는 보일러 내부에서 수행되는 용수처리 방법으로, pH조절은 이에 해당됩니다. 보일러 내부에서 발생하는 산성 또는 알칼리성 물질을 중화시켜 pH를 조절함으로써 부식을 방지하고 보일러 내부의 청정도를 유지하는 역할을 합니다. 이온교환, 진공탈기, 침강분리는 모두 관외처리 방법으로, 보일러 외부에서 수행되는 용수처리 방법입니다.
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72. 다관 원통형 열교환기에서 U자 관형열교환기의 특징으로 옳은 것은?

  1. 구조가 복잡하다
  2. 제작비가 비싸다
  3. 열팽창에 대해 자유롭다
  4. 고압유체에는 부적합하다
(정답률: 73%)
  • U자 관형 열교환기는 구조가 복잡하고 제작비가 비싸지만, 열팽창에 대해 자유롭다는 특징이 있다. 이는 U자 형태의 디자인으로 인해 열팽창이 발생해도 변형이 적어서 발생하는 문제를 최소화할 수 있기 때문이다. 따라서 열팽창이 많이 발생하는 고압유체에는 부적합하지만, 일반적인 유체에는 효과적인 열교환을 가능하게 한다.
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73. 에너지다소비사업자가 에너지 손실요인의 개선 명령을 받은 때는 개선 명령일로부터 며칠 이내에 개선 계획을 수립하여 제출하여야 하는가?

  1. 20일
  2. 30일
  3. 50일
  4. 60일
(정답률: 54%)
  • 에너지다소비사업자가 에너지 손실요인의 개선 명령을 받은 경우, 에너지관리법 제20조에 따라 개선 계획을 수립하여 제출해야 합니다. 이때, 제출 기한은 "60일"입니다. 이는 에너지 손실요인을 개선하기 위한 계획을 세우고 이행하기에 충분한 시간을 부여하기 위함입니다. 따라서, 정답은 "60일"입니다.
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74. 보일러 수처리에서 이온교환체와 관계가 있는 것은?

  1. 천연산 제오라이트
  2. 탄산소다
  3. 히드라진
  4. 황산마그네슘
(정답률: 74%)
  • 보일러 수처리에서 이온교환체는 물에 용해된 불순물질을 제거하여 보일러 내부의 부식과 노화를 방지하는 역할을 합니다. 이 중에서 천연산 제오라이트는 이온교환체로 널리 사용되는 물질 중 하나입니다. 이유는 천연산 제오라이트는 높은 이온교환용량과 안정성을 가지고 있어 보일러 수처리에 적합하며, 또한 비교적 저렴하게 구할 수 있기 때문입니다. 따라서 보일러 수처리에서 이온교환체와 관련된 것 중에서 정답은 "천연산 제오라이트"입니다.
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75. 온수난방에서 방열기의 입구온도가 90℃, 출구온도가 75℃, 방열계수가 6.8kcal/m2ㆍhㆍ℃이고, 실내온도가 18℃일 때 방열기의 방열량은?

  1. 352.7kcal/m2ㆍh
  2. 364.2kcal/m2ㆍh
  3. 392.8kcal/m2ㆍh
  4. 438.6kcal/m2ㆍh
(정답률: 36%)
  • 방열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    방열량 = 방열계수 × 면적 × (입구온도 - 출구온도)

    여기서 면적은 1m2이라고 가정하면,

    방열량 = 6.8kcal/m2ㆍhㆍ℃ × 1m2 × (90℃ - 75℃) = 102kcal/h

    이제 이 값을 실내온도와 관련지어 계산해보자.

    102kcal/h = (실내온도 - 출구온도) × 열전달계수 × 면적

    여기서 열전달계수는 0.16kcal/m2ㆍhㆍ℃이다. 따라서,

    102kcal/h = (18℃ - 75℃) × 0.16kcal/m2ㆍhㆍ℃ × 1m2

    102kcal/h = -9.12kcal/h

    이 값은 음수이므로, 방열기에서 방출되는 열이 아니라 실내로 열이 흡수되는 것을 의미한다. 따라서, 방열량은 양수로 바꿔줘야 한다.

    102kcal/h = (실내온도 - 75℃) × 0.16kcal/m2ㆍhㆍ℃ × 1m2

    실내온도 = 102kcal/h ÷ (0.16kcal/m2ㆍhㆍ℃ × 1m2) + 75℃ = 438.6kcal/m2ㆍh

    따라서, 정답은 "438.6kcal/m2ㆍh"이다.
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76. 보일러 급수 중의 용해 고형물을 제거하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 약품 처리법
  2. 이온 교환법
  3. 탈기법
  4. 증류법
(정답률: 63%)
  • 탈기법은 보일러 급수 중의 유지관리를 위해 사용되는 방법이 아니며, 보일러 급수 중의 용해 고형물을 제거하기 위한 방법이 아니다. 탈기법은 유체 중에 떠 있는 기름 또는 유지를 제거하기 위한 방법으로, 보통 기계류나 자동차 등에서 사용된 기름을 제거하기 위해 사용된다. 따라서, 탈기법은 보일러 급수 중의 용해 고형물을 제거하기 위한 방법이 아니다.
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77. 에너지이용합리화법에 따라 제3자로부터 에너지 절약형 시설투자에 관한 사업을 위탁받아 수행하는 자를 무엇이라고 하는 가?

  1. 에너지진단기업
  2. 수요관리투자기업
  3. 에너지절약전문기업
  4. 에너지기술개발전담기업
(정답률: 87%)
  • 에너지이용합리화법에 따라 제3자로부터 에너지 절약형 시설투자에 관한 사업을 위탁받아 수행하는 자를 에너지절약전문기업이라고 합니다. 이는 해당 기업이 에너지 절약에 대한 전문적인 지식과 기술을 보유하고 있기 때문입니다. 따라서 에너지 절약형 시설투자를 위탁받아 수행하는 경우, 에너지절약전문기업을 선택하는 것이 바람직합니다.
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78. 보일러 수격작용의 방지법이 틀린 것은?

  1. 응축수가 고이는 곳에 트랩을 설치한다.
  2. 증기관을 경사지게 설치한다.
  3. 증기관의 보온을 잘 한다.
  4. 주증기밸브를 열 때는 신속히 개방한다.
(정답률: 88%)
  • 주증기밸브를 열 때는 신속히 개방하는 것이 옳지 않습니다. 이는 보일러 내부의 수증기와 주증기 사이에 갑작스런 압력 차이가 발생하여 수격작용이 일어날 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 주증기밸브를 천천히 개방하여 압력 차이를 조절하고 수격작용을 방지해야 합니다.
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79. 다음의 방열기 중 대류작용으로만 열 이동을 시키는 것은?

  1. 길드 방열기
  2. 주형 방열기
  3. 벽걸이형 방열기
  4. 컨벡터
(정답률: 81%)
  • 컨벡터는 공기를 통해 열을 이동시키는 대류작용에 의해 방열을 하는데, 다른 방열기들은 전기나 가스를 이용한 발열체를 통해 열을 방출하거나, 복잡한 열교환기를 이용해 열을 이동시키는 방식을 사용하기 때문에 대류작용으로만 열을 이동시키는 것은 컨벡터 뿐입니다.
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80. 가마울림 현상의 방지 대책이 아닌 것은?

  1. 2차 공기의 가열, 통풍 조절을 개선한다.
  2. 연소실과 연도를 개조한다.
  3. 수분이 많은 연료를 사용한다.
  4. 연소실내에서 완전연소 시킨다.
(정답률: 84%)
  • 수분이 많은 연료를 사용하면 오히려 가마울림 현상이 더욱 심해질 수 있기 때문이다. 수분이 많은 연료는 연소 시에 물증기를 방출하며, 이는 가마울림 현상을 유발하는 원인 중 하나이다. 따라서 가마울림 현상을 방지하기 위해서는 수분이 적은 연료를 사용해야 한다.
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