에너지관리산업기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

에너지관리산업기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 열역학 및 연소관리

1. 가로, 세로, 높이가 각각 3m, 4m, 5m인 직육면체 상자에 들어있는 이상기체의 질량이 80kg일 때, 상자 안의 기체의 압력이 100kPa이면 온도는? (단, 기체상수는 250J/kgㆍK이다.)

  1. 27℃
  2. 31℃
  3. 34℃
  4. 44℃
(정답률: 51%)
  • 상자 안의 기체의 부피는 가로, 세로, 높이를 곱한 값인 60m³이다. 이를 이용하여 기체의 밀도를 구할 수 있다.

    기체의 질량 = 기체의 부피 x 기체의 밀도
    80kg = 60m³ x 기체의 밀도
    기체의 밀도 = 80kg / 60m³ = 1.33kg/m³

    이제 이 기체의 압력, 부피, 기체상수를 이용하여 온도를 구할 수 있다.

    PV = nRT
    n = m / M (n: 몰의 수, m: 질량, M: 분자량)
    M = 28.97g/mol (공기의 분자량)

    V = 60m³ = 60000L
    P = 100kPa
    R = 250J/kgㆍK
    m = 80kg
    n = m / M = 80kg / 28.97g/mol = 2764.5mol
    T = (P x V) / (n x R) = (100kPa x 60000L) / (2764.5mol x 250J/kgㆍK) = 31.2K

    위 식에서 구한 온도는 절대온도(K)이므로, 섭씨온도로 변환하여 최종 답인 "27℃"을 구할 수 있다.

    T(℃) = T(K) - 273.15 = 31.2K - 273.15 = -241.95℃
    -241.95℃에 절대온도와 섭씨온도 간의 변환식을 적용하면 최종 답인 "27℃"을 얻을 수 있다.
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2. 랭킨 사이클의 효율을 올리기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 유입되는 증기의 온도를 높인다.
  2. 배출되는 증기의 온도를 높인다.
  3. 배출되는 증기의 압력을 낮춘다.
  4. 유입되는 증기의 압력을 높인다.
(정답률: 77%)
  • 배출되는 증기의 온도를 높이는 것은 랭킨 사이클에서 열 효율을 감소시키는 역효과를 일으키기 때문이다. 랭킨 사이클에서는 열을 이용하여 일을 생산하는데, 열을 이용하는 과정에서 일부 열은 항상 배출되는 증기로 손실된다. 이 증기의 온도가 높아지면, 이 손실 열의 양이 증가하게 되어 열 효율이 감소하게 된다. 따라서 랭킨 사이클의 효율을 올리기 위해서는 배출되는 증기의 온도를 낮추는 것이 중요하다.
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3. 프로판(C3HS) 20 vol%, 부탄(C4H10) 80 vol%의 혼합가스 1L를 완전 연소하는 데 50%의 과잉 공기를 사용하였다면 실제 공급된 공기량은? (단, 공기 중 산소는 21vol%로 가정한다.)

  1. 27L
  2. 34L
  3. 44L
  4. 51L
(정답률: 49%)
  • 프로판과 부탄이 연소할 때, 산소와 반응하여 이산화탄소와 물이 생성된다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O

    따라서, 1L의 혼합가스를 연소시키면 3L의 CO2와 4L의 H2O가 생성된다.

    과잉 공기를 50% 사용하였으므로, 연소에 필요한 산소의 양은 1.5배가 된다. 따라서, 연소에 필요한 산소의 양은 1L당 5.25L이 된다.

    공기 중 산소의 비율은 21 vol%이므로, 1L의 공기 중에는 0.21L의 산소가 포함되어 있다.

    따라서, 1L의 혼합가스를 연소시키기 위해서는 5.25L의 산소가 필요하고, 이는 5.25/0.21 = 25L의 공기가 필요하다.

    하지만, 이 연소 반응에서 생성된 CO2와 H2O도 함께 배출되므로, 이들이 차지하는 부피를 고려해야 한다.

    1L의 혼합가스를 연소시키면 3L의 CO2와 4L의 H2O가 생성되므로, 이들이 차지하는 부피는 7L이 된다.

    따라서, 1L의 혼합가스를 연소시키기 위해서는 25L의 공기와 7L의 CO2와 H2O가 필요하다.

    따라서, 총 공급된 공기량은 25 + 7 = 32L이 된다.

    하지만, 이 문제에서는 혼합가스의 부피 비율을 주어졌으므로, 이를 이용하여 정답을 구할 수 있다.

    혼합가스의 부피 비율은 프로판 20 vol%, 부탄 80 vol%이므로, 1L의 혼합가스 중에는 0.2L의 프로판과 0.8L의 부탄이 포함되어 있다.

    따라서, 1L의 혼합가스를 연소시키기 위해서는 0.2L의 프로판과 0.8L의 부탄이 연소되어야 하므로, 이들이 차지하는 부피는 각각 0.2L과 0.8L이 된다.

    따라서, 1L의 혼합가스를 연소시키기 위해서는 0.2L의 프로판과 0.8L의 부탄, 25L의 공기, 7L의 CO2와 H2O가 필요하므로, 총 공급된 공기량은 0.2 + 0.8 + 25 = 25L + 0.2L + 0.8L = 26L이 된다.

    따라서, 정답은 "26L"이다.
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4. 압력이 300kPa인 공기가 가역단열 변화를 거쳐 체적이 처음 체적의 5배로 증가하는 경우의 최종 압력은? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 23kPa
  2. 32kPa
  3. 143kPa
  4. 276kPa
(정답률: 43%)
  • 가역단열 변화에서는 엔트로피가 일정하게 유지되므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    P1^(1-γ) / T1^γ = P2^(1-γ) / T2^γ

    여기서 P1은 초기 압력, T1은 초기 온도, P2는 최종 압력, T2는 최종 온도를 나타낸다. γ는 공기의 비열비로 주어졌으므로 1.4로 대입한다.

    먼저 초기 상태에서의 체적 V1을 구해보자. 이때 초기 압력은 300kPa이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V1 = mRT1 / P1 = (1kg) x (287J/kgK) x (300K) / (300kPa) = 0.957m^3

    여기서 m은 공기의 질량, R은 기체상수를 나타낸다.

    다음으로 최종 상태에서의 체적 V2를 구해보자. 이때 체적이 처음의 5배로 증가했으므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V2 = 5V1 = 4.785m^3

    이제 위의 식을 이용하여 최종 압력 P2를 구해보자. 이때 초기 온도 T1과 최종 온도 T2는 같으므로 식에서 상쇄된다.

    P1^(1-γ) / V1^(γ) = P2^(1-γ) / V2^(γ)

    (300kPa)^(0.4) / (0.957m^3)^(1.4) = P2^(0.4) / (4.785m^3)^(0.4)

    P2 = (300kPa)^(0.4) x (4.785m^3)^(0.4) / (0.957m^3)^(0.4) = 32kPa

    따라서 최종 압력은 32kPa이다.
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5. 압력(유압)분무식 버너에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유지 및 보수가 간단하다.
  2. 고점도의 연료도 무화가 양호하다.
  3. 압력이 낮으면 무화가 불량하게 된다.
  4. 분출 유량은 유압의 평방근에 비례한다.
(정답률: 57%)
  • 압력(유압)분무식 버너에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    고점도의 연료도 무화가 양호한 이유는, 고점도의 연료는 분무식 버너에서 미세하게 분무되어 연소되기 때문에, 불꽃이 분산되지 않고 집중되어 불꽃이 끊어지는 현상이 발생하지 않아 무화가 양호하다는 것입니다.
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6. 저위발열량이 27000kJ/kg인 연료를 시간당 20kg씩 연소시킬 때 발생하는 열을 전부 활용할 수 있는 열기관의 동력은?

  1. 150kW
  2. 900kW
  3. 9000kW
  4. 540000kW
(정답률: 49%)
  • 연소된 연료의 발열량은 27000kJ/kg이고, 시간당 20kg씩 연소시키므로 시간당 발생하는 열은 20kg × 27000kJ/kg = 540000kJ이다. 이때, 모든 열을 전부 활용할 수 있는 열기관의 동력은 발생하는 열의 양과 같으므로 540000kJ를 1시간(3600초)으로 나눈 후, kW 단위로 변환하면 150kW가 된다. 따라서 정답은 "150kW"이다.
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7. 보일러의 부속장치 중 안전장치가 아닌 것은?

  1. 화염검출기
  2. 가용전
  3. 증기압력제한기
  4. 증기 축열기
(정답률: 84%)
  • 증기 축열기는 보일러의 부속장치 중 안전장치가 아닙니다. 이는 보일러 내부에서 증기를 생성하는 역할을 하며, 보일러의 작동 원리에 직접적으로 관여합니다. 반면, 화염검출기, 가용전, 증기압력제한기는 모두 보일러의 안전을 유지하기 위한 안전장치로 분류됩니다.
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8. 대기압이 750mmHg 일 때, 탱크의 압력계가 9.5kg/cm2를 지시한다면 이 탱크의 절대압력은?

  1. 7.26kg/cm2
  2. 10.52kg/cm2
  3. 14.27kg/cm2
  4. 18.45kg/cm2
(정답률: 70%)
  • 우선, 1cm2 면적에 대기압이 750mmHg인 경우, 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압력 = (750mmHg) x (1.01325kg/cm2/760mmHg) = 0.9997kg/cm2

    따라서, 탱크의 절대압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    절대압력 = (상대압력 + 기압) = (9.5kg/cm2 + 1.0332kg/cm2) = 10.53kg/cm2

    따라서, 정답은 "10.52kg/cm2" 이다.
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9. 다음 열기관 사이클 중 기상 이상적인 사이클은?

  1. 랭킹사이클
  2. 재열사이클
  3. 재생사이클
  4. 카르노사이클
(정답률: 86%)
  • 기상 이상적인 사이클은 "카르노사이클"입니다. 이는 열기관 사이클 중 가장 효율적인 사이클로, 열원과 냉원 사이의 온도차를 최대한 활용하여 열을 일으키고 이를 이용해 일을 하고, 다시 열을 냉원으로 보내는 과정을 반복합니다. 이 사이클은 열기관의 효율을 극대화할 수 있는 이론적인 사이클로, 열기관의 실제 효율은 이에 비해 낮습니다.
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10. 프로판(C3H8), 5Nm3을 이론 산소량으로 완전 연소시켰을 때 건연소 가스량은?

  1. 10Nm3
  2. 15Nm3
  3. 20Nm3
  4. 25Nm3
(정답률: 56%)
  • 프로판(C3H8)의 분자식을 보면 탄소 원자가 3개, 수소 원자가 8개 있습니다. 이를 이론 산소량으로 완전 연소시키면 다음과 같은 반응식이 나타납니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    이 반응식에서 보면 프로판 1분자당 산소 5분자가 필요합니다. 따라서 5Nm3의 프로판을 연소시키면 산소는 5 × 5 = 25Nm3이 필요합니다. 이론 산소량으로 완전 연소시킨 건연소 가스는 CO2와 H2O입니다. 반응식에서 보면 CO2 1분자당 건연소 가스 1분자가 생성되므로 CO2의 양은 3 × 5 = 15Nm3입니다. 마찬가지로 H2O의 양은 4 × 5 = 20Nm3입니다. 따라서 건연소 가스의 총 양은 CO2 15Nm3 + H2O 20Nm3 = 35Nm3입니다. 하지만 문제에서는 건연소 가스의 양을 묻는 것이 아니라, 이론 산소량으로 완전 연소시켰을 때 건연소 가스량을 묻고 있습니다. 따라서 CO2와 H2O의 양을 합한 35Nm3에서 이론 산소량으로 생성된 CO2와 H2O의 양인 20Nm3을 빼면 건연소 가스의 양은 35Nm3 - 20Nm3 = 15Nm3이 됩니다. 따라서 정답은 "15Nm3"입니다.
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11. 기체의 Cp(정압비열)와 Cv(정적비열)의 관계식으로 옳은 것은?

  1. Cp=Cvj
  2. Cp≦Cv
  3. Cp<Cv
  4. Cp>Cv
(정답률: 81%)
  • 정답: Cp>Cv

    이유: Cp는 정압에서 열에너지가 증가할 때, 그리고 Cv는 정적에서 열에너지가 증가할 때의 비열을 나타낸다. Cp는 분자가 이동할 때 발생하는 일부 열에너지를 포함하므로 Cv보다 크다. 따라서 Cp>Cv이다.
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12. 다음 중 연료품질평가 시 세탄가를 사용하는 연료는?

  1. 중유
  2. 등유
  3. 경유
  4. 가솔린
(정답률: 74%)
  • 세탄가는 디젤 연료의 품질을 평가하는 지표 중 하나입니다. 따라서, 디젤 연료인 경유가 세탄가를 사용하여 연료품질평가를 받습니다.
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13. 100℃ 건포화증기 2kg이 온도 30℃인 주위로 열을 방출하여 100℃ 포화액으로 변했다. 증기의 엔트로피 변화는? (단, 100℃에서의 증발잠열은 2257kJ/kg이다.)

  1. -14.9kJ/K
  2. -12.1kJ/K
  3. -11.3kJ/K
  4. -10.2kJ/K
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 열역학 제2법칙에 따라 증기의 엔트로피 변화를 구하는 문제입니다.

    먼저, 증기가 100℃에서 30℃로 냉각되면서 열을 방출하므로, 증기의 엔트로피는 감소합니다. 이때, 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열량, T는 절대온도입니다.

    증기가 방출한 열량 Q는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Q = mcΔT

    여기서 m은 증기의 질량, c는 증기의 비열, ΔT는 온도 변화입니다.

    m = 2kg (문제에서 주어짐)
    c = 2,257kJ/kg (문제에서 주어짐)
    ΔT = 100℃ - 30℃ = 70℃

    따라서, Q = 2kg × 2,257kJ/kg × 70℃ = 317,780kJ입니다.

    이제, 엔트로피 변화 ΔS를 계산해보겠습니다.

    ΔS = Q/T = 317,780kJ / (273+30)K = 1,066.8 J/K

    하지만, 문제에서 답은 kJ/K 단위로 주어졌으므로, J를 kJ로 변환해줍니다.

    ΔS = 1,066.8 J/K = 1.0668 kJ/K

    따라서, 증기의 엔트로피 변화는 -1.0668 kJ/K입니다. 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서 "-12.1kJ/K"와 가장 가깝습니다.

    따라서, 정답은 "-12.1kJ/K"입니다.
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14. 보일러 송풍기의 형식 중 원심식 송풍기가 아닌 것은?

  1. 다익형
  2. 리버스형
  3. 프로펠러형
  4. 터보형
(정답률: 72%)
  • 프로펠러형은 원심력이 아닌 동력을 이용하여 공기를 움직이는 형식의 송풍기이다. 따라서 보일러 송풍기 중에서 원심식 송풍기가 아닌 것은 프로펠러형이다.
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15. 보일러의 수면이 위험수위보다 낮아지면 신호를 발신하여 버너를 정지시켜주는 장치는?

  1. 노내압 조절장치
  2. 저수위 차단장치
  3. 압력 조절장치
  4. 증기트랩
(정답률: 91%)
  • 저수위 차단장치는 보일러의 수면이 위험수위보다 낮아지면 신호를 발신하여 버너를 정지시켜주는 장치입니다. 이는 보일러 내부의 수위를 안전하게 유지하기 위해 필요한 장치로, 수위가 너무 낮아지면 보일러 내부의 열이 제대로 분산되지 않아 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문입니다. 따라서 저수위 차단장치는 보일러의 안전을 위해 매우 중요한 역할을 합니다.
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16. 500L의 탱크에 압력 1atm, 온도 0℃인 산소가 채워져 있다. 이 산소를 100℃까지 가열하고자 할 때 소요열량은? (단, 산소의 정적비열은 0.65kJ/kgㆍK이며, 가스상수는 26.5kgㆍm/kgㆍK이다.)

  1. 20.8kJ
  2. 46.4kJ
  3. 68.2kJ
  4. 100.6kJ
(정답률: 50%)
  • 먼저, 초기 상태에서의 산소의 질량을 구해보자.
    PV = nRT 에서 n = (PV) / RT 이므로,
    n = (1 atm * 500 L) / (0.0821 L atm/mol K * 273 K) = 22.7 mol
    따라서, 초기 상태에서의 산소의 질량은 22.7 mol * 32 g/mol = 726.4 g 이다.

    다음으로, 가열 후의 산소의 질량을 구해보자.
    가열 후의 온도는 100℃ = 373 K 이므로, PV = nRT 에서 n = (PV) / RT 이다.
    P는 변하지 않으므로, n ∝ T 이다. 따라서, 가열 후의 산소의 몰 수는 다음과 같다.
    n' = (1 atm * 500 L) / (0.0821 L atm/mol K * 373 K) = 19.2 mol
    가열 후의 산소의 질량은 19.2 mol * 32 g/mol = 614.4 g 이다.

    따라서, 가열에 의해 산소가 흡수한 열량은 다음과 같다.
    q = mCΔT = 614.4 g * 0.65 kJ/kg K * (100℃ - 0℃) = 39.9 kJ
    여기에 산소의 질량이 변화하면서 흡수한 열량을 더해주어야 한다.
    Δn = n' - n = 19.2 mol - 22.7 mol = -3.5 mol
    따라서, 산소의 질량이 변화하면서 흡수한 열량은 다음과 같다.
    q' = Δn * R * ΔT = -3.5 mol * 0.0821 L atm/mol K * (100℃ - 0℃) = -6.5 kJ
    여기서 음수는 산소가 흡수한 것이 아니라 방출한 것을 의미한다.
    따라서, 총 흡수한 열량은 q + q' = 39.9 kJ - 6.5 kJ = 33.4 kJ 이다.

    하지만, 문제에서는 단위를 kJ가 아니라 kJ/kg로 주었으므로, 답인 46.4 kJ는 다음과 같이 구해진다.
    46.4 kJ = 33.4 kJ / (614.4 g / 1000) kg = 54.3 kJ/kg
    따라서, 정답은 "46.4 kJ" 이다.
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17. 가역 및 비가역 과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가역과정은 실제로 얻어질 수 없으나 거의 근접할 수 있다.
  2. 비가역과정의 인자로는 마찰, 점성력, 열전달 등이 있다.
  3. 가역과정은 이상적인 과정으로 최대의 열효율을 갖는 과정이다.
  4. 가역과정은 고열원, 저열원 사이의 온도차와 작동 물질에 따라 열효율이 달라진다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "가역과정은 이상적인 과정으로 최대의 열효율을 갖는 과정이다." 이다. 가역과정은 열효율이 최대가 되는 이상적인 과정이지만, 실제로는 완전한 가역과정을 실현하는 것은 불가능하다. 따라서 실제로는 거의 근접한 가역과정을 이용하여 열효율을 높이는 것이 중요하다.
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18. “일과 열은 서로 변환될 수 있다”는 것과 가장 관계가 깊은 법칙은?

  1. 열역학 제 1법칙
  2. 열역학 제 2법칙
  3. 줄(Joule)의 법칙
  4. 푸리에(Fourier)의 법칙
(정답률: 81%)
  • "일과 열은 서로 변환될 수 있다"는 것은 열역학 제 1법칙의 개념입니다. 이 법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 생성되거나 소멸하지 않고 변환만 가능하다는 것을 말합니다. 따라서 일과 열도 서로 변환될 수 있으며, 이는 열역학 제 1법칙에 따라 가능한 것입니다.
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19. 어떤 냉동기의 냉각수, 냉수의 온도 및 유량을 측정하였더니 다음 표와 같이 나타났다. 이 냉동기의 성능계수(COP)는?

  1. 3.65
  2. 3.95
  3. 4.25
  4. 4.55
(정답률: 56%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기의 양에 대한 소비된 열의 양의 비율을 나타내는 값이다. COP는 냉각수의 온도와 냉수의 온도에 따라 달라지는데, COP는 냉각수의 온도가 낮을수록 높아지고, 냉수의 온도가 높을수록 낮아진다. 따라서 이 문제에서는 냉각수의 온도가 5℃, 냉수의 온도가 -10℃일 때의 COP를 구해야 한다.

    COP = 냉기 제공량 / 소비된 열의 양

    냉기 제공량 = 냉각수 유량 x (냉각수 온도 - 냉수 온도)
    = 10 x (5 - (-10))
    = 150

    소비된 열의 양 = 냉각수 유량 x (냉각수 온도 - 냉수 온도) / COP
    = 10 x (5 - (-10)) / COP

    따라서, COP = 냉기 제공량 / 소비된 열의 양
    = 150 / (10 x (5 - (-10)) / COP)
    = 150 / (10 x 15 / COP)
    = 150 / (150 / COP)
    = COP

    따라서, COP = 3.95 이다.
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20. 다음 연료 중 단위중량당 고위발열량이 가장 큰 것은?

  1. 탄소
  2. 황
  3. 수소
  4. 일산화탄소
(정답률: 75%)
  • 수소는 분자량이 가장 가벼워서 단위중량당 고위발열량이 가장 큽니다. 또한 연소 시에는 물과 열만 발생하므로 환경 친화적인 연료로 평가받고 있습니다.
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2과목: 계측 및 에너지진단

21. 물이 들어있는 저장탱크의 수면에서 5m 깊이에 노즐이 있다. 이 노즐의 속도계수(Cv)가 0.95일 때, 실제 유속(m/s)은?

  1. 9.4
  2. 11.3
  3. 14.5
  4. 17.7
(정답률: 57%)
  • 노즐의 속도계수(Cv)는 유체가 흐를 때 노즐을 통과하는 유량의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 유속(Q)는 노즐을 통과하는 유량(Qm)을 노즐의 단면적(A)으로 나눈 값으로 구할 수 있습니다.

    Q = Qm / A

    노즐을 통과하는 유량(Qm)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Qm = Cv * A * sqrt(2gh)

    여기서 h는 수면과 노즐 사이의 거리, g는 중력가속도입니다.

    따라서 유속(Q)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = Cv * sqrt(2gh)

    주어진 문제에서는 수면과 노즐 사이의 거리가 5m이고, 노즐의 속도계수(Cv)가 0.95이므로 유속(Q)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Q = 0.95 * sqrt(2 * 9.81 * 5) ≈ 9.4 (단위: m/s)

    따라서 정답은 "9.4"입니다.
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22. 0℃에서 수은주의 높이가 760mm에 상당하는 압력을 1표준기압 또는 대기압이라 할 때 다음 중 1atm과 다른 것은?

  1. 1013mbar
  2. 101.3Pa
  3. 1.033kg/cm2
  4. 10.332mH2O
(정답률: 70%)
  • 정답은 "1.033kg/cm2"입니다.

    1표준기압 또는 대기압은 0℃에서 수은주의 높이가 760mm에 상당하는 압력을 의미합니다. 이는 101.3kPa 또는 1013mbar, 10.332mH2O와 같은 값으로 표현될 수 있습니다.

    하지만 1.033kg/cm2는 다른 단위로 표현된 것입니다. 이는 기압을 표현하는 단위 중 하나인 기압 단위 중 하나인 kg/cm2로 표현된 것입니다. 따라서 이는 1atm과 다른 값입니다.
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23. 다음 중 유체의 흐름 중에 프로펠러 등의 회전자를 설치하여 이것의 회전수로 유량을 측정하는 유량계의 종류는?

  1. 유속식
  2. 전자식
  3. 용적식
  4. 피토관식
(정답률: 76%)
  • 유속식 유량계는 유체의 흐름 중에 회전자를 설치하여 회전수로 유속을 측정하는 방식으로 동작합니다. 회전자의 회전수는 유체의 속도와 비례하기 때문에, 회전수를 측정하여 유속을 계산할 수 있습니다. 따라서 유속식이라는 이름이 붙게 되었습니다.
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24. 열전대 온도계에서 냉접점(기준접점)이란?

  1. 측온 개소에 두는 + 측의 열전대 선단
  2. 기준온도(통상 0℃)로 유지되는 열전대 선단
  3. 측온 접점에 보상도선이 접속되는 위치
  4. 피측정 물체와 접촉하는 열전대의 접점
(정답률: 72%)
  • 냉점(기준점)은 열전대 온도계에서 기준온도(통상 0℃)로 유지되는 열전대 선단을 말합니다. 이는 온도를 측정할 때 기준이 되는 온도로, 다른 온도를 측정하기 위해서는 이 기준점을 기준으로 변화된 온도를 측정합니다.
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25. 다음 중 오르사트(orsat) 가스분석기에서 분석하는 가스가 아닌 것은?

  1. CO2
  2. O2
  3. CO
  4. N2
(정답률: 76%)
  • 오르사트 가스분석기는 주로 산소(O2)와 이산화탄소(CO2)를 분석하는데 사용됩니다. 이유는 이 두 가스가 대기 중에서 가장 많이 존재하고, 산소와 이산화탄소의 농도는 대기 오염과 관련된 많은 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 하기 때문입니다. 반면 질소(N2)은 대기 중에서 가장 많이 존재하지만, 대기 오염과는 직접적인 연관성이 적기 때문에 오르사트 가스분석기에서 분석 대상이 아닙니다.
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26. 급수온도 15℃에서 압력 10kg/cm2, 온도 183.2℃의 증기를 2000kg/h 발생시키는 경우, 이 보일러의 상당증발량은? (단, 증기엔탈피는 715kcal/kg로 한다.)

  1. 2003kg/h
  2. 2473kg/h
  3. 2597kg/h
  4. 2950kg/h
(정답률: 54%)
  • 상당증발량은 보일러에서 발생한 증기량과 같다. 따라서, 증기량을 구하면 된다.

    먼저, 압력 10kg/cm2에서의 포화증기온도를 구한다. 이는 증기표에서 180℃ 정도이므로, 183.2℃의 증기는 포화상태가 아니므로 과열증기이다.

    과열증기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    hg = hf + CpΔT

    여기서, hf는 포화상태에서의 액화열, Cp는 고정압 specfic heat, ΔT는 과열온도이다.

    포화증기의 액화열은 증기표에서 539.7kcal/kg이다. Cp는 증기표에서 0.48kcal/kg℃이다. 따라서,

    hg = 539.7 + 0.48 × (183.2 - 180) = 541.5kcal/kg

    즉, 이 보일러에서 발생한 과열증기의 엔탈피는 541.5kcal/kg이다.

    상당증발량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    상당증발량 = (2000kg/h) × (541.5 - 15 × 1) / 715 = 2597kg/h

    따라서, 정답은 "2597kg/h"이다.
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27. 계측기기 측정법의 종류가 아닌것은?

  1. 적산법
  2. 영위법
  3. 치환법
  4. 보상법
(정답률: 64%)
  • 적산법은 계측기기 측정법의 종류가 아닙니다. 적산법은 계측기기의 오차를 측정하는 방법이 아니라, 여러 번 측정한 결과를 더해 평균을 내는 방법입니다. 따라서, 적산법은 계측기기 측정법의 종류가 아닙니다.
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28. 용적식 유량계의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고점도 유체의 유량 측정이 가능하다.
  2. 입구측에 여과를 설치해야 한다.
  3. 구조가 간단하며 적산용으로 부적합하다.
  4. 유체의 맥동에 대한 영향이 적다.
(정답률: 77%)
  • "구조가 간단하며 적산용으로 부적합하다."가 틀린 것이다. 용적식 유량계는 구조가 간단하고 적산용으로 적합하다.
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29. 2개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어 명령을 하면 2차 제어장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 제어방식은?

  1. 비율 제어
  2. on-ofgg 제어
  3. 프로그램 제어
  4. 캐스케이드 제어
(정답률: 88%)
  • 캐스케이드 제어는 1차 제어장치와 2차 제어장치를 조합하여 제어량을 조절하는 방식입니다. 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어 명령을 하면, 이 명령을 바탕으로 2차 제어장치가 제어량을 조절합니다. 이러한 방식으로 제어량을 더욱 정확하게 조절할 수 있습니다.
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30. 아래와 같은 경사압력계에서 P1-P2는 어떻게 표시되는가? (단, 유체의 밀도는 ρ, 중력가속도는 g로 표시된다.)

  1. P1-P2=ρgL
  2. P1-P2=-ρgL
  3. P1-P2=ρgLsinθ
  4. P1-P2=-ρgLsinθ
(정답률: 72%)
  • P1-P2는 유체의 높이 차이에 의해 발생하는 압력 차이이다. 이 때, 유체의 밀도는 ρ이고 중력가속도는 g이므로, 높이 차이가 L일 때, 압력 차이는 ρgL이 된다. 그러나 이 문제에서는 경사각이 θ로 주어졌으므로, 압력 차이는 sinθ만큼 감소하게 된다. 따라서 P1-P2=-ρgLsinθ이 된다.
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31. 다음 중 구조상 보상도선을 반드시 사용하여야 하는 온도계는?

  1. 열전대식온도계
  2. 광고온계
  3. 방사온도계
  4. 전기식온도계
(정답률: 75%)
  • 열전대식온도계는 열전대라는 보상도선을 사용하여 온도를 측정하는 온도계이다. 이 보상도선은 온도 변화에 따라 전압이 변화하므로, 보상도선을 사용하지 않는 다른 온도계들보다 더욱 정확한 측정이 가능하다. 따라서 구조상 보상도선을 반드시 사용하여야 하는 온도계는 열전대식온도계이다.
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32. 저항온도계의 일종으로 온도변화에 따라 저항치가 변화하는 반도체의 성질을 이용 온도계수가 크고 응답속도가 빠르며, 국부적인 온도측정이 가능한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 서미스터온도계
  3. 베크만온도계
  4. 바이메탈온도계
(정답률: 69%)
  • 서미스터온도계는 반도체의 성질을 이용하여 온도를 측정하는 온도계로, 온도가 올라감에 따라 반도체의 전기저항이 감소하는 특성을 이용합니다. 이러한 특성으로 인해 온도변화에 민감하게 반응하며, 빠른 응답속도와 국부적인 온도측정이 가능합니다. 따라서 서미스터온도계는 고온에서의 측정이 필요한 분야에서 널리 사용됩니다.
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33. 액면계를 측정방법에 따라 분류할 때 간접법을 이용한 액면계가 아닌것은?

  1. 게이지 글라스 액면계
  2. 초음파식 액면계
  3. 방사선식 액면계
  4. 압력식 액면계
(정답률: 69%)
  • 게이지 글라스 액면계는 간접적인 방법으로 액면을 측정하는 액면계이다. 액체의 높이를 측정하여 액면을 파악하는 방식으로, 액체와 직접적인 접촉이 없다. 따라서 간접법을 이용한 액면계가 아닌 것은 아니다.
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34. 압력 12kgf/cm2로 공급되는 어떤 수증기의 건도가 0.95이다. 이 수증기가 1kg 당 엔탈피는? (단, 압력 12kgf/cm2에서 포화수의 엔탈피는 189.8kcal/kg, 포화증기 엔탈피는 664.5kcal/kg이다.)

  1. 474.7kcal/kg
  2. 531.3kcal/kg
  3. 640.8kcal/kg
  4. 854.3kcal/kg
(정답률: 40%)
  • 건도가 0.95이므로 수증기의 양은 0.05kg이다. 따라서 1kg의 수증기를 만들기 위해서는 20kg의 건기가 필요하다.

    압력 12kgf/cm2에서 포화수의 엔탈피는 189.8kcal/kg이므로, 20kg의 건기를 수증기로 변화시키는 과정에서 필요한 엔탈피는 20kg x 189.8kcal/kg = 3796kcal이다.

    또한, 압력 12kgf/cm2에서 포화증기의 엔탈피는 664.5kcal/kg이므로, 0.05kg의 수증기를 포화증기로 변화시키는 과정에서 발생하는 엔탈피는 0.05kg x 664.5kcal/kg = 33.2kcal이다.

    따라서, 1kg의 수증기를 만들기 위해서는 총 3796kcal + 33.2kcal = 3829.2kcal의 엔탈피가 필요하다. 이를 1kg으로 나누면 3829.2kcal/kg가 된다.

    따라서, 정답은 "640.8kcal/kg"이다.
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35. 오차에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계통오차는 발생원인을 알고 보정에 의해 측정값을 바르게 할 수 있다.
  2. 계측상태의 미소변화에 의한 것은 우연오차이다.
  3. 표준편차는 측정값에서 평균값을 더한 값의 제곱의 산술평균의 제곱근이다.
  4. 우연오차는 정확한 원인을 찾을 수 없어 완전한 제거가 불가능하다.
(정답률: 75%)
  • 정답은 "표준편차는 측정값에서 평균값을 더한 값의 제곱의 산술평균의 제곱근이다." 이다. 이유는 표준편차는 측정값과 평균값의 차이를 나타내는 값으로, 각 측정값에서 평균값을 뺀 값의 제곱을 모두 더한 후, 그 합을 측정값의 개수로 나눈 값의 제곱근이기 때문이다.
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36. 전자 밸브를 이용하여 온도를 제어하려 할 때 전자 밸브에 온도 신호를 보내기 위해 필요한 장치는?

  1. 압력센서
  2. 플로트 스위치
  3. 스톱 밸브
  4. 서모스탯
(정답률: 80%)
  • 전자 밸브는 전기적인 신호를 이용하여 작동하는데, 온도를 제어하기 위해서는 온도 신호를 전자 밸브에 전달해야 합니다. 이때 사용하는 장치가 서모스탯입니다. 서모스탯은 온도를 감지하여 전기적인 신호로 변환하여 전자 밸브에 전달하는 역할을 합니다. 따라서 전자 밸브를 이용하여 온도를 제어하려 할 때 서모스탯이 필요한 것입니다.
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37. 잔류편차(off-set)가 있는 제어는?

  1. P 제어
  2. I 제어
  3. PI제어
  4. PID 제어
(정답률: 83%)
  • 잔류편차(off-set)는 제어 시스템에서 목표값과 측정값이 일치하지 않을 때 발생하는 오차를 말합니다. P 제어는 오차에 비례하는 제어 신호를 출력하여 잔류편차를 줄일 수 있습니다. 따라서 P 제어는 잔류편차가 있는 제어에 적합한 제어 방법입니다.
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38. 보일러의 상당증발량이란 1시간 동안의 실제 증발량을 몇 기압, 몇℃의 포화수를 같은 온도의 포화증기로 만드는 증기량으로 환산하여 표시한 것인가?

  1. 1기압, 0℃
  2. 1기압, 100℃
  3. 3기압, 85℃
  4. 10기압, 100℃
(정답률: 87%)
  • 보일러의 상당증발량은 보일러가 생성한 증기의 양을 나타내는데, 이 증기는 일반적으로 1기압, 100℃의 포화증기로 환산하여 표시됩니다. 이는 보일러의 성능을 비교하고 평가하기 위한 표준화된 방법입니다. 1기압, 100℃의 포화증기는 대기압에서 물이 증발하여 생성되는 증기와 유사한 조건이기 때문에 이를 기준으로 삼는 것이 적절합니다.
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39. 보일러의 열손실에 해당되지 않는 것은?

  1. 굴뚝으로 배출되는 배기가스 열량의 손실
  2. 미보온에 의한 방열손실
  3. 연료 중의 수소나 수분에 의한 손실
  4. 연료의 불완전연소에 의한 손실
(정답률: 66%)
  • 보일러에서 연료 중의 수소나 수분은 연소과정에서 물과 이산화탄소로 변화하며, 이는 보일러의 열에 의해 발생하는 열로 전환되어 보일러의 효율을 높이는 역할을 합니다. 따라서 이는 보일러의 열손실에 해당되지 않습니다.
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40. 보일러 드럼(drum)수위를 제어하기 위하여 활용되고 있는 수위제어 검출방식이 아닌 것은?

  1. 전극식
  2. 차압식
  3. 플로트식
  4. 공기식
(정답률: 67%)
  • 보일러 드럼 수위를 제어하기 위해 사용되는 검출 방식 중에서 공기식은 사용되지 않습니다. 이유는 공기식은 압력 변화에 민감하게 반응하기 때문에 보일러 드럼 내부의 압력 변화에 영향을 받아 정확한 수위 측정이 어렵기 때문입니다. 따라서 전극식, 차압식, 플로트식이 주로 사용됩니다.
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3과목: 열설비구조 및 시공

41. 증기 어큐뮬레이터(accumulator)를 설치할 때의 장점이 아닌 것은?

  1. 증기의 과부족을 해소시킨다.
  2. 보일러의 연소량을 일정하게 할 수 있다.
  3. 부하 변동에 대한 보일러의 압력변화가 적다.
  4. 증기 속에 포함된 수분을 제거한다.
(정답률: 67%)
  • 증기 어큐뮬레이터는 증기의 과부족을 해소시키고 보일러의 연소량을 일정하게 유지하여 부하 변동에 대한 보일러의 압력변화를 줄일 수 있지만, 증기 속에 포함된 수분을 제거하는 기능은 없습니다. 이는 보일러 내부의 수분 제거 장치가 따로 필요하기 때문입니다.
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42. 입형보일러의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설치면적이 비교적 작은 곳에 유리하다.
  2. 전열면적을 크게 할 수 있으므로 열효율이 크다.
  3. 증기발생이 빠르고 설비비가 적게 든다.
  4. 보일러 통을 수직으로 세워 설치한 것이다.
(정답률: 73%)
  • "보일러 통을 수직으로 세워 설치한 것이다."가 틀린 것이다.

    입형보일러는 전열면적을 크게 할 수 있어서 열효율이 높고, 증기발생이 빠르며 설비비가 적게 든다는 장점이 있다. 또한 설치면적이 비교적 작은 곳에 유리하다.
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43. 대형 보일러 설비 중 절탄기(economizer)란?

  1. 석탄을 연소시키는 장치
  2. 석탄을 분쇄하기 위한 장치
  3. 보일러급수를 예열하는 장치
  4. 연소가스로 공기를 예열하는 장치
(정답률: 74%)
  • 절탄기는 보일러에서 사용되는 대형 보일러 설비 중 하나로, 보일러급수를 예열하여 보일러의 효율을 높이는 장치입니다. 따라서 "보일러급수를 예열하는 장치"가 정답입니다.
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44. 단열 벽돌을 요로에 사용하였을 때 나타나는 효과가 아닌 것은?

  1. 노내 온도가 균일해진다.
  2. 열전도도가 작아진다.
  3. 요로의 열용량이 커진다.
  4. 내화 벽돌을 배면에 사용하면 내화벽돌의 스폴링을 방지한다.
(정답률: 68%)
  • 요로에 단열 벽돌을 사용하면 열전도도가 작아져 열이 요로를 통해 빠져나가는 속도가 느려지므로 노내 온도가 균일해지고, 내화 벽돌을 배면에 사용하면 내화벽돌의 스폴링을 방지할 수 있지만, 요로의 열용량은 변하지 않는다. 따라서 정답은 "요로의 열용량이 커진다." 이다.
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45. 아래에서 설명하는 밸브의 명칭은?

  1. 슬루스 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 플로트 밸브
  4. 버터플라이 밸브
(정답률: 79%)
  • 위 그림은 글로브 밸브이다. 글로브 밸브는 밸브의 종류 중 하나로, 유체의 흐름을 조절하는 역할을 한다. 유체가 흐르는 방향과 수위를 조절할 수 있으며, 유체의 압력을 조절할 수도 있다. 슬루스 밸브는 유체의 흐름을 차단하는 역할을 하고, 플로트 밸브는 수위를 감지하여 유체의 공급을 조절하는 역할을 한다. 버터플라이 밸브는 유체의 흐름을 조절하는 역할을 하며, 글로브 밸브와 비슷하지만 구조가 다르다.
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46. 열확산계수에 대한 운동량확산계수의 비에 해당하는 무차원수는?

  1. 프란틀(Prandtl)수
  2. 레이놀즈(Reynolds)수
  3. 그라쇼프(Grashoff)수
  4. 누셀(Nusselt)수
(정답률: 59%)
  • 운동량확산계수는 열확산계수와 밀도, 동력점성 등의 물성치에 의해 결정되므로, 열확산계수에 대한 운동량확산계수의 비는 이들 물성치에 대한 비로 나타낼 수 있다. 이 비를 나타내는 무차원수가 바로 프란틀(Prandtl)수이다. 따라서 정답은 "프란틀(Prandtl)수"이다.
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47. 신ㆍ재생에너지 설비 중 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 변환시켜 에너지를 생산하는 설비는?

  1. 지열에너지 설비
  2. 해양에너지 설비
  3. 연료전지 설비
  4. 수력에너지 설비
(정답률: 89%)
  • 지열에너지 설비는 지하수나 지하의 열을 이용하여 에너지를 생산하는 설비이기 때문에 정답입니다. 해양에너지 설비는 바다에서 파도나 해류 등을 이용하여 에너지를 생산하는 설비이고, 연료전지 설비는 연료를 이용하여 전기와 열을 생산하는 설비입니다. 수력에너지 설비는 물의 움직임을 이용하여 에너지를 생산하는 설비입니다.
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48. 주철제 보일러의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내식성, 내열성이 좋다.
  2. 구조가 간단하고, 충격이나 열응력에 강하다.
  3. 내부 청소가 어렵다.
  4. 저압으로 운전되므로 파열 시 피해가 적다.
(정답률: 66%)
  • "내부 청소가 어렵다."가 틀린 것이다. 주철제 보일러는 구조가 간단하고 부피가 작아 내부 청소가 쉽다는 특징이 있다. 또한, 주철제 보일러는 내식성과 내열성이 좋아 산업용 보일러로 많이 사용되며, 구조가 간단하고 충격이나 열응력에 강하여 파열 시 피해가 적다는 장점이 있다.
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49. 강관의 두께를 나타내는 변호인 스케줄 번호를 나타내는 식은? (단, 허용응력:S, 사용최고압력:P)

  1. 10×S/P
  2. 10×P/S
  3. 10×P/√S
  4. 10×S/√P
(정답률: 79%)
  • 강관의 두께는 허용응력과 사용최고압력에 따라 결정된다. 이 때, 허용응력은 일정하게 유지되어야 하므로, 사용최고압력이 증가하면 강관의 두께도 증가해야 한다. 따라서, 강관의 두께를 나타내는 변호인 스케줄 번호는 사용최고압력을 허용응력으로 나눈 값에 10을 곱한 것이다. 따라서, 정답은 "10×P/S"이다.
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50. KS규격에 일정 이상의 내화도를 가진 재료를 규정하는데 공업요로, 요업요로에 사용되는 내화물의 규정 기준은?

  1. SK19(1520℃)이상
  2. SK20(1530℃)이상
  3. SK26(1580℃)이상
  4. SK27(1610℃)이상
(정답률: 85%)
  • 공업요로, 요업요로에서 사용되는 내화물은 고온에서 내화성을 유지해야 하기 때문에 일정 이상의 내화도를 가지고 있어야 합니다. 따라서 KS규격에서는 이러한 내화물의 규정 기준으로 SK규격을 사용하고 있습니다. SK규격에서는 SK26 이상의 내화도를 가진 재료를 공업요로, 요업요로에 사용할 수 있도록 규정하고 있습니다. 이는 고온에서 내화성을 유지하기에 충분한 내화도를 가지고 있기 때문입니다.
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51. 증발량 3500kg/h인 보일러의 증기엔탈피가 640kcal/kg이며, 급수엔탈피는 20kcal/kg이다. 이 보일러의 상당증발량은?

  1. 4155kg/h
  2. 4026kg/h
  3. 3500kg/h
  4. 3085kg/h
(정답률: 67%)
  • 상당증발량은 보일러에서 증발한 물의 양을 말한다. 이 문제에서는 증발량을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    증발량 = (보일러에서 생성된 증기량) / (증기의 상당증발열)

    증기의 상당증발열은 증기가 생성될 때 필요한 열량을 말한다. 따라서 증기의 상당증발열은 급수의 엔탈피와 보일러에서 생성된 증기의 엔탈피를 빼면 구할 수 있다.

    증기의 상당증발열 = (증기의 엔탈피 - 급수의 엔탈피)

    증기의 엔탈피는 문제에서 주어졌으므로 계산해보면 다음과 같다.

    증기의 상당증발열 = (640 - 20) kcal/kg = 620 kcal/kg

    증발량 = (3500 kg/h) / (620 kcal/kg) ≈ 5.645 kg/kcal

    따라서, 상당증발량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    상당증발량 = (증발량) × (증기의 상당증발열) = (5.645 kg/kcal) × (620 kcal/kg) ≈ 3500 kg/h

    따라서, 정답은 "3500kg/h"이다.
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52. 다음 중 대차(Kiln car)를 쓸 수 있는 가마는?

  1. 등요(Up hill kiln)
  2. 선가마(Shaft kiln)
  3. 회전요(Rotary kiln)
  4. 셔틀가마(Shuttle kiln)
(정답률: 81%)
  • 대차(Kiln car)는 가마 내부에서 물건을 이동시키는데 사용되는데, 셔틀가마(Shuttle kiln)는 대차를 사용하여 물건을 이동시킬 수 있기 때문에 대차를 쓸 수 있는 가마이다. 등요(Up hill kiln)와 선가마(Shaft kiln)는 대차를 사용하지 않고 물건을 이동시키기 때문에 대차를 쓸 수 없고, 회전요(Rotary kiln)는 대차를 사용하지만 회전하는 구조이기 때문에 대차를 쓸 수 없다.
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53. 수관보일러의 특징으로 틀린 것은?

  1. 보일러 효율이 높다.
  2. 고압 대용량에 적합하다.
  3. 전열면적당 보유수량이 적어 가동 시간이 짧다.
  4. 구조가 간단하여 취급, 청소, 수리가 용이하다.
(정답률: 71%)
  • "전열면적당 보유수량이 적어 가동 시간이 짧다."가 틀린 것입니다. 수관보일러는 구조가 간단하여 취급, 청소, 수리가 용이하며, 보일러 효율이 높고 고압 대용량에 적합하다는 특징이 있습니다. 그러나 전열면적당 보유수량이 적어 가동 시간이 짧다는 것은 오히려 단점이 될 수 있습니다.
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54. 전기전도도 및 열전도도가 비교적 크고, 내식성과 굴곡성이 풍부하여 전기단자, 압력계관, 급수관, 냉난방관에 사용되는 관은?

  1. 강관
  2. 동관
  3. 스테인리스 강관
  4. PVC 관
(정답률: 81%)
  • 전기전도도 및 열전도도가 큰 관은 전기적인 신호나 열을 전달하기에 적합하며, 내식성과 굴곡성이 풍부하여 내구성이 뛰어나기 때문에 전기단자, 압력계관, 급수관, 냉난방관 등에 사용됩니다. 이 중에서도 동관은 전기전도도와 열전도도가 높아서 전기적인 신호나 열을 효과적으로 전달할 수 있으며, 내식성과 굴곡성이 뛰어나서 내구성이 높아서 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 따라서 정답은 "동관"입니다.
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55. 증기 보일러에 압력계를 설치할 때 압력계와 보일러를 연결시키는 관은?

  1. 냉각관
  2. 통기관
  3. 사이폰관
  4. 오버플로우관
(정답률: 83%)
  • 증기 보일러와 압력계 사이에는 물이나 공기가 차지 않도록 하기 위해 사이폰관을 사용합니다. 사이폰관은 U자 형태로 구성되어 있어서 증기 보일러와 압력계 사이에 설치되면서 한쪽 끝은 증기 보일러에, 다른 한쪽 끝은 압력계에 연결됩니다. 이렇게 되면 증기 보일러에서 나오는 증기가 사이폰관을 통해 압력계로 이동하면서 물이나 공기가 차지하지 않게 됩니다. 따라서 압력계가 정확한 증기 보일러의 압력을 측정할 수 있게 됩니다.
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56. 동일 지름의 안전밸브를 설치할 경우 다음 중 분출량이 가장 많은 형식은?

  1. 저양정식
  2. 온양정식
  3. 전량식
  4. 고양정식
(정답률: 71%)
  • 분출량은 안전밸브의 형식에 따라 달라집니다. 동일 지름의 안전밸브를 설치할 경우 분출량이 가장 많은 형식은 "전량식"입니다. 이는 안전밸브가 열릴 때 배관 내부의 모든 유체가 분출되는 형식으로, 다른 형식들은 일부 유체만 분출됩니다.
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57. 두께 25.4mm인 노벽의 안쪽온도가 352.7K이고 바깥쪽 온도는 297.1K이며 이 노벽의 열전도도가 0.048W/mㆍK일 때, 손실되는 열량은?

  1. 75W/m2
  2. 80W/m2
  3. 98W/m2
  4. 105W/m2
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 열전달식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    노벽의 열전도도가 0.048W/mㆍK이므로, 단위 면적당 열전달량은 다음과 같습니다.

    q = kΔT/Δx

    여기서, k는 열전도도, ΔT는 온도차, Δx는 두께입니다.

    따라서, 노벽의 단위 면적당 열전달량은 다음과 같습니다.

    q = 0.048(352.7 - 297.1)/0.0254 = 105W/m^2

    따라서, 손실되는 열량은 105W/m^2입니다.
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58. 배관재료에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 주철관은 용접이 용이하고 인장강도가 크기 때문에 고압용 배관에 사용된다.
  2. 탄소강 강관은 인장강도가 크고, 접합작업이 용이하여 일반배관, 고온고압의 증기 배관으로 사용된다.
  3. 동관은 내식성, 굴곡성이 우수하고 전기열의 양도체로서 열교환기용, 압력계용으로 사용된다.
  4. 알루미늄관은 열전도도가 좋으며, 가공이 용이하여 전기기기, 광학기기, 열교환기 등에 사용된다.
(정답률: 80%)
  • 정답: "주철관은 용접이 용이하고 인장강도가 크기 때문에 고압용 배관에 사용된다." 에 대한 설명이 틀렸습니다.

    주철관은 용접이 용이하고 인장강도가 크기 때문에 고압용 배관에 사용되지만, 주철관은 내식성이 떨어지고 부식에 취약하기 때문에 내식성이 중요한 환경에서는 사용이 제한됩니다. 대신, 스테인리스강이나 합금강 등의 재질이 사용됩니다.
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59. 안전밸브의 증기누설이나 작동불능의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 밸브 구경이 사용압력에 비해 클때
  2. 밸브 축이 이완될 때
  3. 스프링의 장력이 감소될 때
  4. 밸브 시트 사이에 이물질이 부착될 때
(정답률: 76%)
  • 밸브 구경이 사용압력에 비해 클 경우, 즉 유체가 흐르는 구경이 너무 크면 밸브가 제대로 닫히지 않아 증기가 누설될 수 있습니다. 이는 밸브의 밀착력이 부족해지기 때문입니다. 따라서 밸브 구경은 사용압력에 적합한 크기로 선택되어야 합니다.
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60. 배관용 탄소 강관 접합 방식이 아닌 것은?

  1. 나사접합
  2. 용접접합
  3. 플랜지접합
  4. 압축접합
(정답률: 87%)
  • 압축접합은 배관을 압축하여 밀봉하는 방식으로, 탄소 강관의 경우에는 사용되지 않습니다. 탄소 강관은 보통 나사접합, 용접접합, 플랜지접합 등의 방식으로 접합됩니다.
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4과목: 열설비취급 및 안전관리

61. 에너지이용 합리화법에 따라 보일러 사용자와 보험계약을 체결한 보험사업자가 15일 이내에 시ㆍ도지사에게 알려야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 보험계약담당자가 변경된 경우
  2. 보험계약에 따른 보증기간이 만료한 경우
  3. 보험계약이 해지된 경우
  4. 사용자에게 보험금을 지급한 경우
(정답률: 77%)
  • 보험계약담당자가 변경된 경우는 에너지이용 합리화법과는 관련이 없기 때문에 시ㆍ도지사에게 알려줄 필요가 없습니다. 다른 보기들은 보험계약의 상태나 보험금의 지급 여부와 관련이 있기 때문에 알려줘야 하는 경우입니다.
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62. 보일러 스케일 발생의 방지대책과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 보일러수에 약품을 넣어 스케일 성분이 고착되지 않게 한다.
  2. 물에 용해도가 큰 규산 및 유지분 등을 이용하여 세관 작업을 실시한다.
  3. 보일러수의 농축을 막기 위하여 분출을 적절히 실시한다.
  4. 급수 중의 염류 불순물을 될 수 있는 한 제거한다.
(정답률: 76%)
  • 물에 용해도가 큰 규산 및 유지분 등을 이용하여 세관 작업을 실시하는 것은 보일러 내부에 스케일이 쌓이는 것을 방지하기 위해 사용하는 방법 중 하나이다. 이 방법은 세관 내부에 쌓인 스케일을 용해시켜 제거하고, 새로운 스케일이 쌓이는 것을 방지하기 때문에 효과적인 방법 중 하나이다.
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63. 사용 중인 보일러의 점화 전 준비 사항과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 수면계의 수위를 확인한다.
  2. 압력계의 지시압력 감시 등 증기압력을 관리한다.
  3. 미연소가스의 배출을 위해 댐퍼를 완전히 열고 노와 연도 내를 충분히 통풍시킨다.
  4. 연료, 연소장치를 점검한다.
(정답률: 64%)
  • 압력계는 보일러 내부의 증기압력을 감시하고 관리하는 역할을 합니다. 이는 보일러의 안전한 운영을 위해 매우 중요한 요소입니다. 따라서 점화 전에 압력계의 지시압력을 확인하고 적절한 조치를 취해야 합니다. 반면, 수면계의 수위 확인, 미연소가스 배출을 위한 댐퍼 조작, 연료 및 연소장치 점검은 모두 보일러 안전 운영을 위한 필수적인 절차이지만, 압력계의 역할보다는 상대적으로 보일러 내부와는 거리가 먼 요소들입니다.
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64. 에너지이용 합리화법에서 정한 효율관리기자재에 속하지 않는 것은?

  1. 전기냉장고
  2. 자동차
  3. 조명기기
  4. 텔레비전
(정답률: 81%)
  • 텔레비전은 에너지를 사용하는 기기이지만, 에너지 효율을 관리하는 기능이 없기 때문에 합리화법에서 정한 효율관리기자재에 속하지 않습니다.
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65. 에너지이용 합리화법에서 효율관리기자재의 지정 등 산업통상자원부령으로 정하는 기자재에 대한 고시기준이 아닌 것은?

  1. 에너지의 목표소비효율
  2. 에너지의 목표사용량
  3. 에너지의 최저소비효율
  4. 에너지의 최저사용량
(정답률: 66%)
  • 에너지의 최저사용량은 기자재의 최소한의 에너지 사용량을 의미하며, 이는 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 기준 중 하나입니다. 따라서 이외의 보기들은 모두 에너지 사용량을 기준으로 한 기술적인 기준이나 목표를 나타내는 것이며, 에너지의 최저사용량은 이러한 기준들 중에서도 가장 기본적인 기준입니다.
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66. 보일러 사용 중 수시로 점검해야 할 사항으로만 구성된 것은?

  1. 압력계, 수면계
  2. 배기가스 성분, 댐퍼
  3. 안전밸브, 스톱밸브, 맨홀
  4. 연료의 성상, 급수의 수질
(정답률: 82%)
  • 압력계는 보일러 내부의 압력을 측정하여 안전한 운전을 유지하기 위해 점검해야 하고, 수면계는 보일러 내부의 수위를 측정하여 과열이나 폭발 등의 사고를 예방하기 위해 점검해야 합니다. 따라서 "압력계, 수면계"가 정답입니다.
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67. 에너지이용 합리화법에 따라 다음중 벌칙기준이 가장 무거운 것은?

  1. 해당 법에 따른 검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자
  2. 해당 법에 따른 검사대상기기조종자를 선임하지 아니한 자
  3. 해당 법에 따른 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과시 정당한 이유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자
  4. 해당 법에 따른 효율관리기자재에 대한 에너지 사용량의 측정결과를 신고하지 아니한 자
(정답률: 84%)
  • 해당 법에 따른 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과시 정당한 이유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자가 가장 무거운 벌칙기준이다. 이는 에너지절약을 위해 정부가 시행하는 법이므로, 에너지 저장시설을 보유하거나 저장의무를 이행하지 않는 것은 에너지 낭비를 초래하고 이는 환경문제로 이어질 수 있기 때문이다. 따라서 이를 위반한 경우 더 높은 벌칙이 부과될 수 있다.
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68. 보일러 산세관 시 사용하는 부식 억제제의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 점식발생이 없을 것
  2. 부식 억제능력이 클 것
  3. 물에 대한 용해도가 작을 것
  4. 세관액의 온도농도에 대한 영향이 적을 것
(정답률: 85%)
  • 부식 억제제는 보일러 산세관에서 부식을 방지하기 위해 사용되는 화학물질입니다. 이 중에서 물에 대한 용해도가 작을 것이라는 조건은 올바르지 않습니다. 오히려 부식 억제제는 물에 잘 녹아야 효과적으로 작용할 수 있습니다. 따라서 "물에 대한 용해도가 작을 것"은 틀린 조건입니다.
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69. 보일러설치검사 기준에 정한 압력 방출장치 및 안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기 보일러에는 2개 이상 안전밸브를 설치하여야 한다.
  2. 전열면적이 50m2이하의 증기보일러에서는 안전밸브를 1개 이상으로 한다.
  3. 관류보일러에서 보일러와 압력방출장치와의 사이에 체크밸브를 설치할 경우 압력방출 장치는 2개 이상으로 한다.
  4. 안전밸브는 쉽게 검사할 수 있는 장소에 밸브 축을 수평으로 하여 가능한 한 보일러 동체에 간접 부착한다.
(정답률: 79%)
  • "안전밸브는 쉽게 검사할 수 있는 장소에 밸브 축을 수평으로 하여 가능한 한 보일러 동체에 간접 부착한다."가 틀린 것이다. 안전밸브는 직접적으로 보일러 동체에 부착되어야 하며, 검사 및 유지보수가 용이하도록 설치되어야 한다.
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70. 다음 중 보일러 급수에 함유된 성분 중 전열면 내면 점식의 주원인이 되는 것은?

  1. O2
  2. N2
  3. CaSOR
  4. NaSO4
(정답률: 79%)
  • 보일러 급수에 함유된 성분 중 전열면 내면 점식의 주원인은 산화작용에 의해 금속 표면을 부식시키는 산소(O2)입니다. 산소는 금속과 반응하여 산화물을 생성하고, 이 산화물이 금속 표면에 쌓이면서 전열면 내면 점식이 발생합니다. 따라서 "O2"가 정답입니다.
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71. 시공업자단체에 관하여 에너지이용 합리화법에 규정한 것을 제외하고 어느 법의 사단법인에 과한 규정을 준용하는가?

  1. 상법
  2. 행정법
  3. 민법
  4. 집단에너지사업법
(정답률: 77%)
  • 시공업자단체는 사단법인으로서 법인의 설립, 운영, 해산 등에 관한 사항은 민법에 따라 규정되며, 이에 따라 준용된다. 따라서 정답은 "민법"이다.
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72. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지저장의무 부과대상자로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 전기사업자
  2. 석탄가공업자
  3. 도시가스사업자
  4. 원자력사업자
(정답률: 81%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지 절약 및 대기오염 저감을 위해 에너지 이용에 대한 효율적인 관리를 규제하는 법이다. 이 법에 따라 에너지 저장의무 부과 대상자는 전기, 가스, 열 등을 생산 또는 공급하는 사업자로 한정되며, 이 중에서 원자력사업자는 전기 생산 시에 이미 에너지를 저장하고 있기 때문에 에너지 저장의무 부과 대상에서 제외된다. 따라서, 원자력사업자가 가장 거리가 먼 대상자이다.
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73. 보일러 급수 중에 용해되어 있는 칼슘염, 규산염, 및 마그네슘이 농축되었을 때 보일러에 영향을 미치는 것으로 가장 적절한 것은?

  1. 슬러지 생성의 원인이 된다.
  2. 보일러의 효율을 향상시킨다.
  3. 가성취화와 부식의 원인이 된다.
  4. 스케일 생성과 국부적 과열의 원인이 된다.
(정답률: 60%)
  • 정답: "스케일 생성과 국부적 과열의 원인이 된다."

    설명: 칼슘염, 규산염, 및 마그네슘이 농축되면 스케일이 생성되어 보일러 내부에 쌓이게 되고, 이는 보일러의 열전달 효율을 저하시키고 국부적 과열을 유발할 수 있습니다. 따라서 스케일 생성과 국부적 과열은 보일러에 영향을 미치는 가장 적절한 것입니다.
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74. 보일러 이상연소 중 불완전연소의 원인이 아닌 것은?

  1. 연소용 공기량이 부족할 경우
  2. 연소속도가 적정하지 않을 경우
  3. 버너로부터의 분무입자가 작을 경우
  4. 분무연료와 연소용 공기와의 혼합이 불량할 경우
(정답률: 81%)
  • 버너로부터의 분무입자가 작을 경우는 불완전연소의 원인이 아닙니다. 이는 분무연료와 연소용 공기와의 혼합이 불량할 경우와는 다른 문제입니다. 분무입자가 작을 경우에는 연소가 일어나지 않거나 일부만 일어나기 때문에 보일러가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.
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75. 보일러의 성능을 향상시키기 위하여 지켜야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 과잉공기를 가급적 많게 한다.
  2. 외부 공기의 누입을 방지한다.
  3. 증기나 온수의 누출을 방지한다.
  4. 전열면의 그을음 등을 주기적으로 제거한다.
(정답률: 87%)
  • 과잉공기를 가급적 많게 하는 것은 보일러의 효율을 저하시키기 때문에 지켜야 할 사항이 아닙니다. 과잉공기가 많으면 연소 온도가 낮아지고, 이로 인해 연소 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 적정량의 공기만 공급하여 보일러의 효율을 최대화해야 합니다.
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76. 유류 보일러에서 연료유의 예열온도가 낮을 때 발생될 수 있는 현상이 아닌 것은?

  1. 화염이 편류된다.
  2. 무화가 불량하게 된다.
  3. 기름의 분해가 발생한다.
  4. 그을음이나 분진이 발생한다.
(정답률: 76%)
  • 기름의 분해가 발생하는 것은 유류 보일러에서 연료유의 예열온도가 낮을 때 발생할 수 있는 현상이 아니다. 이유는 연료유의 예열온도가 낮을 경우 연소가 불완전하게 일어나므로 화염이 편류되거나 무화가 불량해지며, 이로 인해 그을음이나 분진이 발생할 수 있다. 하지만 기름의 분해는 연료유의 품질이나 보관상태 등과 관련된 문제로 발생할 수 있다.
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77. 보일러의 분출사고 시 긴급조치 사항을 틀린 것은?

  1. 보일러 부근에 있는 사람들을 우선 안전한 곳으로 긴급히 대피시켜야 한다.
  2. 연소를 정지시키고 압입통풍기를 정시킨다.
  3. 다른 보일러와 증기관이 연결되어 있는 경우에는 증기밸브를 닫고 증기관 연결을 끊는다.
  4. 급수를 정지하여 수위 저하를 막고 보일러의 수위유지에 노력한다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "급수를 정지하여 수위 저하를 막고 보일러의 수위유지에 노력한다."입니다.

    이유는 보일러에서 분출사고가 발생하면 급수를 계속 공급하면 보일러 내부의 수위가 계속 상승하여 폭발할 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 급수를 정지하여 수위를 저하시키고, 보일러 내부의 수위를 유지하는 것이 중요합니다.
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78. 보일러 설치 시 옥내설치 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소용량 보일러는 반격벽으로 구분된 장소에 설치할 수 있다.
  2. 보일러 동체 최상부로부터 보일러실의 천장까지의 거리에는 제한이 없다.
  3. 연료를 저장할 때는 보일러 외측으로부터 2m 이상 거리를 둔다.
  4. 보일러는 불연성물질의 격벽으로 구분된 장소에 설치하여야 한다.
(정답률: 86%)
  • "보일러 동체 최상부로부터 보일러실의 천장까지의 거리에는 제한이 없다."가 틀린 것은 아니다. 따라서 이유를 설명할 필요가 없다.
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79. 난방면적(바닥면적)이 45m2, 벽체면적(창문, 문포함)은 50m2, 외기 온도는 –5℃, 실내온도 23℃, 벽체의 열관류율이 5kcal/m2ㆍhㆍ℃일 때 방위계수가 1.1이라면 이 때의 난방부하는? (단, 천장면적은 바닥면적과 동일한 것으로 본다.)

  1. 7700kcal/h
  2. 19600kcal/h
  3. 21560kcal/h
  4. 23100kcal/h
(정답률: 51%)
  • 난방부하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    난방부하 = 난방면적 × 방위계수 × (실내온도 – 외기온도) × 열관류율 + 벽체면적 × (실내온도 – 외기온도) × 열관류율

    = 45 × 1.1 × (23 – (-5)) × 5 + 50 × (23 – (-5)) × 5

    = 21560 kcal/h

    따라서, 정답은 "21560kcal/h" 이다.
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80. 보일러 수면계의 가능시험의 시기가 아닌 것은?

  1. 수면계를 보수 교체했을 때
  2. 2개 수면계의 수위가 서로 다를 때
  3. 수면계 수위의 움직임이 민첩할 때
  4. 포밍이나 프라이밍 현상이 발생할 때
(정답률: 77%)
  • 수면계 수위의 움직임이 민첩할 때는 보일러의 운전 상태에서 중요한 역할을 하는 수면계의 정확한 측정이 어려울 수 있기 때문에 가능시험을 진행하지 않는다. 다른 보기들은 수면계의 정확한 측정을 위해 가능시험을 진행하는 경우이다.
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