에너지관리산업기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

에너지관리산업기사 2020-06-06 필기 기출문제 해설

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에너지관리산업기사
(2020-06-06 기출문제)

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1과목: 열역학 및 연소관리

1. Nm3의 혼합가스를 6Nm3의 공기로 연소시킨다면 공기비는 얼마인가? (단, 이 기체의 체적비는 CH4=45%, H2=30%, CO2=10%, O2=8%, N2=7%이다.)

  1. 1.2
  2. 1.3
  3. 1.4
  4. 3.0
(정답률: 60%)
  • 혼합가스의 성분비에 따른 이론공기량을 먼저 구한 뒤, 실제 공급된 공기량과의 비율을 통해 공기비를 산출합니다.
    ① [이론공기량 공식]
    $$Ao = 2.38(H_{2} + CO) + 9.52CH_{4} - 4.76O_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Ao = 2.38(0.3) + 9.52(0.45) - 4.76(0.08) = 4.6172$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{공기비} = \frac{6}{4.6172} = 1.299 \approx 1.3$$
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2. 보일의 법칙을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, C는 일정한 상수이고 P, V, T는 각각 압력, 체적, 온도를 나타낸다.)

  3. PV=C
(정답률: 85%)
  • 보일의 법칙은 온도가 일정할 때 기체의 압력($P$)과 체적($V$)은 서로 반비례하며, 그 곱은 항상 일정하다는 법칙입니다.
    $$PV = C$$
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3. 어떤 계 내에 이상기체가 초기 상태 75kPa, 50℃인 조건에서 5kg이 들어있다. 이 기체를 일정 압력 하에서 부피가 2배가 될 때까지 팽창시킨 다음, 일정 부피에서 압력이 2배가 될 때까지 가열하였다면 전 과정에서 이 기체에 전달된 전열량(kJ)은? (단, 이 기체의 기체상수는 0.35kJ/kg·K, 정압비열은 0.75 kJ/kg·K이다.)

  1. 565
  2. 1210
  3. 1290
  4. 2503
(정답률: 49%)
  • 정압 과정과 정적 과정에서 각각 전달된 전열량의 합을 구하는 문제입니다.
    먼저 정압 과정에서 부피가 2배가 될 때의 온도 $T_{2} = 323 \times 2 = 646\text{ K}$이며, 이때의 전열량 $Q_{1}$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{1} = m C_{p} (T_{2} - T_{1})$
    ② [숫자 대입] $Q_{1} = 5 \times 0.75 \times (646 - 323)$
    ③ [최종 결과] $Q_{1} = 1211.25\text{ kJ}$
    다음으로 정적 과정에서 압력이 2배가 될 때의 온도 $T_{3} = 646 \times 2 = 1292\text{ K}$이며, 정적비열 $C_{v} = C_{p} - R = 0.75 - 0.35 = 0.4\text{ kJ/kg}\cdot\text{K}$를 이용하여 전열량 $Q_{2}$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $Q_{2} = m C_{v} (T_{3} - T_{2})$
    ② [숫자 대입] $Q_{2} = 5 \times 0.4 \times (1292 - 646)$
    ③ [최종 결과] $Q_{2} = 1292\text{ kJ}$
    전 과정의 총 전열량은 $Q_{1} + Q_{2} = 1211.25 + 1292 = 2503.25\text{ kJ}$이므로 정답은 $2503\text{ kJ}$입니다.
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4. 증기의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 습증기를 단열압축시키면 압력과 온도가 올라가 과열 증기가 된다.
  2. 증기의 압력이 높아지면 포화 온도가 낮아진다.
  3. 증기의 압력이 높아지면 증발잠열이 감소된다.
  4. 증기의 압력이 높아지면 포화증기의 비체적(m3/kg)이 작아진다.
(정답률: 61%)
  • 증기의 압력이 높아지면 끓는점인 포화 온도는 함께 상승합니다.

    오답 노트
    증기의 압력이 높아지면 포화 온도가 낮아진다: 압력 상승 시 포화 온도는 높아짐
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5. 공기 과잉계수(공기비)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 실제연소 공기량 ÷ 이론공기량
  2. 이론공기량 ÷ 실제연소 공기량
  3. 실제연소 공기량 - 이론공기량
  4. 공급공기량 – 이론공기량
(정답률: 83%)
  • 공기 과잉계수(공기비)는 이론적으로 필요한 공기량 대비 실제로 공급된 공기량이 얼마나 많은지를 나타내는 비율입니다.
    $$\text{공기 과잉계수} = \frac{\text{실제연소 공기량}}{\text{이론공기량}}$$
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6. 이상적인 공기압축 냉동사이클에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 팽창과정은 단열상태에서 일어나며, 대부분 등엔트로피 팽창을 한다.
  2. 압축과정에서는 기체상태의 냉매가 단열압축되어 고온고압의 상태가 된다.
  3. 응축과정에서는 냉매의 압력이 일정하며 주위로의 열전달을 통해 냉매가 포화액으로 변한다.
  4. 증발과정에서는 일정한 압력상태에서 저온부로부터 열을 공급받아 냉매가 증발한다.
(정답률: 65%)
  • 이상적인 냉동사이클의 팽창과정은 외부와 열교환이 없는 단열 상태에서 일어나지만, 마찰과 와류 등으로 인해 엔트로피가 증가하는 과정이며 기본적으로 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정으로 간주합니다.
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7. 중유는 A, B, C급으로 분류한다. 이는 무엇을 기준으로 분류하는가?

  1. 인화점
  2. 발열량
  3. 점도
  4. 황분
(정답률: 87%)
  • 중유는 유동성에 영향을 주는 점도를 기준으로 A, B, C급으로 분류하여 관리합니다.
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8. 체적 20m3의 용기 내에 공기가 채워져 있으며, 이때 온도는 25℃이고, 압력은 200kPa이다. 용기 내의 공기온도를 65℃까지 가열시키는 경우에 소요 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 기체상수는 0.287kJ/kg·K, 정적비열은 0.71kJ/kg·K이다.)

  1. 240
  2. 330
  3. 1330
  4. 2840
(정답률: 53%)
  • 정적 과정에서 가열에 필요한 열량을 구하기 위해 먼저 공기의 질량을 구한 뒤 열량 공식을 적용합니다.
    ① [공기 질량] $m = \frac{PV}{RT}$
    $$m = \frac{200 \times 20}{0.287 \times (273 + 25)}$$
    $$m = 46.77$$
    ② [소요 열량] $Q = m C_v \Delta T$
    $$Q = 46.77 \times 0.71 \times (65 - 25)$$
    ③ [최종 결과] $Q = 1330$
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9. 15℃의 물 1kg을 100℃의 포화수로 변화시킬 때 엔트로피 변화량(kJ/K)은? (단, 물의 평균 비열은 4.2kJ/kg·K이다.)

  1. 1.1
  2. 6.7
  3. 8.0
  4. 85.0
(정답률: 58%)
  • 물질의 온도 변화에 따른 엔트로피 변화량을 계산하는 문제입니다.
    $$\Delta S = m C_p \ln \frac{T_2}{T_1}$$
    $$\Delta S = 1 \times 4.2 \ln \frac{273 + 100}{273 + 15}$$
    $$\Delta S = 1.1$$
  • 답안나오는데?
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10. 액체 및 고체연료와 비교한 기체연료의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 점화 및 소화가 간단하다.
  2. 연소 시 재가 없고, 연소효율도 높다.
  3. 가스가 누출되면 폭발의 위험성이 있다.
  4. 저장이 용이하며, 취급에 주의를 요하지 않는다.
(정답률: 90%)
  • 기체연료는 액체나 고체연료에 비해 부피가 커서 저장이 어렵고, 누출 시 폭발 위험이 크기 때문에 취급에 각별한 주의가 필요합니다.
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11. 다음 중 열량의 단위에 해당하지 않는 것은?

  1. PS
  2. kcal
  3. BTU
  4. kJ
(정답률: 79%)
  • 열량의 단위로는 $\text{kcal}$, $\text{BTU}$, $\text{kJ}$ 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    PS: 동력(일)의 단위입니다.
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12. 오일의 점도가 높아도 비교적 무화가 잘 되고 버너의 방식이 외부혼합형과 내부혼합형이 있는 것은?

  1. 저압기류식 버너
  2. 고압기류식 버너
  3. 회전분무식 버너
  4. 유압분무식 버너
(정답률: 71%)
  • 고압기류식 버너는 $2 \sim 10\text{kg/cm}^2$의 고속 공기 또는 증기류를 이용하여 점도가 높은 오일도 효과적으로 안개화(무화)할 수 있으며, 혼합 위치에 따라 외부혼합형과 내부혼합형으로 구분됩니다.
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13. 자연통풍에 있어서 연도 가스의 온도가 높아졌을 경우 통풍력은?

  1. 변하지 않는다.
  2. 감소한다.
  3. 증가한다.
  4. 증가하다가 감소한다.
(정답률: 77%)
  • 자연통풍력은 연도 내부 가스의 온도와 외부 공기의 온도 차이가 클수록, 즉 가스 온도가 높을수록 밀도 차이가 커져 통풍력이 증가합니다.
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14. 다음 연료의 구비조건 중 적당하지 않는 것은?

  1. 구입이 용이해야 한다.
  2. 연소 시 발열량이 낮아야 한다.
  3. 수송이나 취급 등이 간편해야 한다.
  4. 단위 용적당 발열량이 높아야 한다.
(정답률: 85%)
  • 효율적인 연료가 되기 위해서는 연소 시 발생하는 열량이 많아야 더 적은 양의 연료로 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 따라서 연소 시 발열량이 낮아야 한다는 설명은 적절하지 않습니다.
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15. 공기표준 브레이튼 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 등엔트로피 과정과 정압과정으로 이루어진다.
  2. 작동유체가 기체이다.
  3. 효율은 압력비와 비열비에 의해 결정된다.
  4. 냉동사이클의 일종이다.
(정답률: 72%)
  • 브레이튼 사이클은 2개의 등엔트로피 과정과 2개의 정압 과정으로 구성된 가스터빈의 이상 사이클이며, 동력을 생산하는 발전 사이클이지 냉동사이클이 아닙니다.
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16. 연소할 때 유효하게 자유로이 연소할 수 있는 수소, 즉 유효수소량(kg)을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, H는 연료 속의 수소량(kg)이고, O는 연료 속에 포함된 산소량(kg)이다.)

(정답률: 79%)
  • 유효수소량은 연료 속의 전체 수소량에서 연료 내 포함된 산소와 결합하여 물이 되는 수소량을 제외한 나머지 양을 의미합니다. 산소 $8\text{kg}$당 수소 $1\text{kg}$이 결합하므로 다음과 같이 계산합니다.
    $$\text{유효수소량} = H - \frac{O}{8}$$
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17. 연료비가 증가할 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 착화온도 상승
  2. 자연발화 방지
  3. 연소속도 증가
  4. 고정탄소량 증가
(정답률: 58%)
  • 연료비가 증가하면 혼합기가 농후해져 연소 속도가 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    착화온도 상승, 자연발화 방지, 고정탄소량 증가는 연료비 증가 시 나타나는 일반적인 현상입니다.
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18. 다음 중 이상기체의 등온과정에 대하여 항상 성립하는 것은? (단, W는 일, Q는 열, U는 내부에너지를 나타낸다.)

  1. W=0
  2. Q=0
  3. |Q|≠|W|
  4. △U=0
(정답률: 85%)
  • 이상기체의 내부에너지는 오직 온도만의 함수입니다. 따라서 온도가 일정하게 유지되는 등온과정에서는 내부에너지의 변화량 $\Delta U$가 항상 $0$이 됩니다.
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19. 건도를 x라고 할 때 건포화증기일 경우 x의 값을 올바르게 나타낸 것은?

  1. x=0
  2. x=1
  3. x＜0
  4. 0＜x＜1
(정답률: 72%)
  • 건도 $x$는 포화액과 포화증기의 혼합물에서 증기가 차지하는 질량 비율을 의미합니다.
    건포화증기는 액체 성분이 전혀 없는 순수한 증기 상태이므로 건도 $x=1$이 됩니다.

    오답 노트
    $x=0$: 포화수
    $0 < x < 1$: 습증기
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20. LPG의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무색 투명하다.
  2. C3H8와 C4H10가 주성분이다.
  3. 상온·상압에서 공기보다 무겁다.
  4. 상온·상압에서 액체로 존재한다.
(정답률: 82%)
  • LPG는 상온·상압에서 기체 상태로 존재하며, 이를 저장하고 운반하기 위해 고압으로 압축하여 액화시킨 것입니다.

    오답 노트
    무색 투명: LPG의 일반적 성질 (옳음)
    $C_{3}H_{8}$와 $C_{4}H_{10}$: 프로판과 부탄이 주성분 (옳음)
    공기보다 무겁다: 누출 시 바닥에 체류하는 특성 (옳음)
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2과목: 계측 및 에너지진단

21. 보일러의 증발량이 5t/h 이고 보일러 본체의 전열 면적이 25m2일 때 이 보일러의 전열면 증발률(kg/m2·h)은?

  1. 75
  2. 150
  3. 175
  4. 200
(정답률: 60%)
  • 전열면 증발률은 단위 전열면적당 시간당 증발량으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{G}{A}$ (증발률 = 증발량 / 전열면적)
    ② [숫자 대입] $E = \frac{5 \times 1000}{25}$
    ③ [최종 결과] $E = 200$
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22. 자동제어시스템의 종류 중 자동제어계의 시간응답특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  3. 지연시간 = 응답이 최초로 목표값의 50%가 되는데 요하는 시간
  4. 상승시간 = 목표값의 10%에서 90%까지 도달하는데 요하는 시간
(정답률: 75%)
  • 자동제어계의 시간응답특성에서 감쇠비는 제1 오버슈트와 제2 오버슈트의 비로 정의됩니다. 에서는 분자와 분모가 잘못 정의되어 있어 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    지연시간: 응답이 최초로 목표값의 50%에 도달하는 시간 (옳음)
    상승시간: 목표값의 10%에서 90%까지 도달하는 시간 (옳음)
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23. 보일러의 증발능력을 표준상태와 비교하여 표시한 값은?

  1. 증발배수
  2. 증발효율
  3. 증발계수
  4. 증발률
(정답률: 70%)
  • 보일러의 증발능력을 표준상태(100℃ 포화수에서 100℃ 포화증기로 증발시킬 때)와 비교하여 표시한 값을 증발계수라고 합니다.
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24. 다음 중 1N에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 질량 1kg의 물체에 가속도 1m/s2이 작용하여 생기게 하는 힘이다.
  2. 질량 1kg의 물체에 가속도 1cm/s2이 작용하여 생기게 하는 힘이다.
  3. 면적 1cm2에 1kg의 무게가 작용할 때의 응력이다.
  4. 면적 1cm2에 1g의 무게가 작용할 때의 응력이다.
(정답률: 81%)
  • 뉴턴의 제2법칙(가속도의 법칙)에 따라 힘은 질량과 가속도의 곱으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $F = m \times a$
    ② [숫자 대입] $F = 1 \text{ kg} \times 1 \text{ m/s}^{2}$
    ③ [최종 결과] $F = 1 \text{ N}$
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25. 다음 중 유량의 단위로 옳은 것은?

  1. kg/m2
  2. kg/m3
  3. m3/s
  4. m3/kg
(정답률: 72%)
  • 유량은 단위 시간당 흐르는 유체의 부피를 의미하므로, 부피 단위인 $m^{3}$를 시간 단위인 $s$로 나눈 $m^{3}/s$가 옳은 단위입니다.
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26. 탄성식 압력계가 아닌 것은?

  1. 부르동관 압력계
  2. 다이어프램 압력계
  3. 벨로우즈 압력계
  4. 환상천평식 압력계
(정답률: 87%)
  • 부르동관, 다이어프램, 벨로우즈 압력계는 탄성체의 변형을 이용하는 탄성식 압력계이지만, 환상천평식 압력계는 액체 기둥의 무게 차이를 이용하는 액주식 압력계입니다.
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27. 측정 대상과 같은 종류이며 크기 조정이 가능한 기준량을 준비하여 기준량을 측정량에 평행시켜 계측기의 지시가 0위치를 나타낼 떄의 기준량의 크기를 측정하는 방법이 있다. 정밀도가 좋은 이러한 측정 방법은 무엇인가?

  1. 편위법
  2. 영위법
  3. 보상법
  4. 치환법
(정답률: 81%)
  • 측정 대상과 동일한 기준량을 조절하여 계측기의 지시치가 0(Zero)이 되는 지점을 찾아 측정하는 방식이므로 영위법이 정답입니다.
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28. 다음 중 잔류편차(offset)가 발생되는 결점을 제거하기 위한 제어동작으로 가장 적합한 것은?

  1. 비례동작
  2. 미분동작
  3. 적분동작
  4. on-off 동작
(정답률: 71%)
  • 제어 시스템에서 비례동작만으로는 제거할 수 없는 잔류편차(offset)를 없애기 위해, 오차를 시간에 대해 적분하여 제어량을 조절하는 적분동작이 가장 적합합니다.
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29. 다음 측정방식 중 물리적 가스분석계가 아닌 것은?

  1. 밀도식
  2. 세라믹식
  3. 오르자트식
  4. 기체크로마토그래피
(정답률: 62%)
  • 오르자트식은 화학적 반응이나 흡수 원리를 이용하는 화학식 분석법에 해당하며, 물리적 가스분석계가 아닙니다.
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30. 보일러의 열효율 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 피열물을 가열한 후 불연소시킨다.
  2. 연소장치에 맞는 연료를 사용한다.
  3. 운전조건을 양호하게 한다.
  4. 연소실내의 온도를 높인다.
(정답률: 79%)
  • 보일러의 열효율을 높이려면 연료의 완전 연소를 유도하고 열손실을 줄여야 하며, 피열물을 가열한 후 불연소시키는 것은 효율 향상 대책과 무관합니다.
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31. 운전 조건에 따른 보일러 효율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전부하 운전에 비하여 부분부하 운전 시 효율이 좋다.
  2. 전부하 운전에 비하여 과부하 운전시에서는 효율이 낮아진다.
  3. 보일러의 배기가스온도가 높아지면 열손실이 커진다.
  4. 보일러의 운전효율을 최대로 유지하려면 효율-부하곡선이 평탄한 것이 좋다.
(정답률: 77%)
  • 보일러는 일반적으로 부분부하 운전보다 전부하 운전 시에 열효율이 더 높습니다.

    오답 노트
    과부하 운전: 효율 저하
    배기가스 온도 상승: 열손실 증가
    효율-부하곡선 평탄: 운전 효율 유지에 유리
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32. 보일러 수위 제어용으로 액면에서 부자가 상하로 움직이며 수위를 측정하는 방식은?

  1. 직관식
  2. 플로트식
  3. 압력식
  4. 방사선식
(정답률: 88%)
  • 액면에서 부자(Float)가 수위 변화에 따라 상하로 움직이며 이를 측정하는 방식은 플로트식입니다.
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33. 열전대를 보호하기 위하여 사용되는 보호관 중 내식성, 내열성, 기계적 강도가 크고 황을 함유한 산화염에서도 사용할 수 있는 것은?

  1. 황동관
  2. 자기관
  3. 카보랜던관
  4. 내열강관
(정답률: 70%)
  • 내열강관은 내식성, 내열성 및 기계적 강도가 매우 뛰어나며, 특히 황을 함유한 산화염 환경에서도 견딜 수 있어 열전대 보호관으로 적합합니다.
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34. 아래 그림과 같은 경사관식 압력계에서 압력 P1과 P2의 압력차는 몇 kPa인가? (단, θ=30°, x=100cm, 액체의 비중량은 8820N/m3이다.)

  1. 4.4
  2. 44
  3. 8.8
  4. 88
(정답률: 59%)
  • 경사관식 압력계에서 압력차는 액체 기둥의 수직 높이에 비례하며, 이는 경사 길이와 $\sin \theta$의 곱으로 구할 수 있습니다.

    ① [기본 공식] $\Delta P = \gamma \times x \times \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $\Delta P = 8820 \times 1 \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $\Delta P = 4410 \text{ Pa} = 4.4 \text{ kPa}$
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35. 열전대 온도계의 원리를 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 두 종류 금속선의 온도차에 따른 열기전력을 이용한다.
  2. 기체, 액체, 고체의 열전달계수를 이용한다.
  3. 금속판의 열팽창 계수를 이용한다.
  4. 금속의 전기저항에 따른 온도계수를 이용한다.
(정답률: 82%)
  • 열전대 온도계는 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하여 양단에 온도차를 주었을 때 발생하는 열기전력(제베크 효과)을 이용하여 온도를 측정합니다.
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36. 광고온계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하고 휴대가 편리하다.
  2. 개인에 따라 오차가 적다.
  3. 연속 측정이나 제어에는 이용할 수 없다.
  4. 고온측정에 적합하다.
(정답률: 64%)
  • 광고온계는 측정자가 직접 눈으로 확인하여 읽는 수동 측정 방식이므로, 측정하는 개인에 따라 오차가 발생하기 쉽습니다.

    오답 노트
    구조 간단 및 휴대 편리: 광고온계의 장점
    연속 측정 불가: 수동 읽기 방식의 한계
    고온 측정 적합: 광온도계의 주요 용도
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37. 차압식 유량계로만 나열한 것은?

  1. 로터리 팬, 피스톤형 유량계, 칼만식 유량계
  2. 칼만식 유량계, 델타 유량계, 스와르 미터
  3. 전자유량계, 토마스 미터, 오벌 유량계
  4. 오리피스, 벤투리, 플로-노즐
(정답률: 86%)
  • 유체의 흐름에 의해 발생하는 압력 차이를 이용하여 유량을 측정하는 대표적인 차압식 유량계에는 오리피스, 벤투리, 플로-노즐이 있습니다.
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38. 발생 원인이 운동부분의 마찰, 전기저항의 변화 및 불규칙적으로 변화하는 온도, 기압, 조명 등에 의해서 발생되는 오차는?

  1. 과실 오차
  2. 우연 오차
  3. 고유 오차
  4. 계기 오차
(정답률: 78%)
  • 마찰, 전기저항의 변화, 온도, 기압, 조명 등과 같이 원인을 정확히 알 수 없으며 불규칙하게 발생하는 오차는 우연 오차의 핵심 특징입니다.
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39. 보일러의 온도를 60℃로 일정하게 유지시키기 위해서 연료량을 연료공급 밸브로 변화 시킬 때 다음 중 틀린 것은?

  1. 목표량: 60℃
  2. 제어량: 온도
  3. 조작량: 연료량
  4. 제어장치: 보일러
(정답률: 76%)
  • 제어장치는 제어량을 조절하기 위해 조작량을 변화시키는 장치를 말하므로, 이 시스템에서는 연료공급 밸브나 급기 댐퍼가 제어장치에 해당합니다. 보일러는 제어 대상이 되는 공정(Plant)입니다.
  • 보일러 온도 일정하게 유지 제어장치 - 연료공급밸브, 급기 댐퍼
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40. 스테판 볼츠만 법칙을 응용한 온도계로 높은 온도 및 이동물체의 온도 측정에 적합한 온도계는?

  1. 광고온계
  2. 복사(방사)온도계
  3. 색온도계
  4. 광전관식온도계
(정답률: 64%)
  • 복사(방사)온도계는 물체에서 방출되는 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 스테판 볼츠만 법칙을 이용하여, 비접촉 방식으로 고온이나 이동 물체의 온도를 측정하는 장치입니다.
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3과목: 열설비구조 및 시공

41. 보일러수 내 불순물의 농도 등을 나타내는 미량 단위로서 10억분의 1을 나타내는 단위는?

  1. ppm
  2. ppc
  3. ppb
  4. epm
(정답률: 80%)
  • 미량 단위를 나타내는 ppb는 parts per billion의 약자로, 10억분의 1을 의미합니다.

    오답 노트
    ppm: 백만분의 1
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42. 강관 이음쇠 중 같은 직경의 관을 직선 연결할 때 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. 캡
  2. 소켓
  3. 유니온
  4. 플랜지
(정답률: 84%)
  • 캡은 관의 끝단을 막아 밀폐시키는 뚜껑 역할을 하는 부품이므로, 관을 직선으로 연결하는 용도로는 사용할 수 없습니다.
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43. 다음 중 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기에 대한 검사의 면제대상 범위에서 강철제 보일러 중 1종 관류보일러에 대하여 면제되는 검사는?

  1. 용접검사
  2. 구조검사
  3. 제조검사
  4. 계속사용검사
(정답률: 67%)
  • 에너지이용 합리화법상 1종 관류보일러는 구조적으로 드럼이 없는 형태이므로 용접검사가 면제 대상에 해당합니다.
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44. 다음 중 라몽트 노즐을 갖고 있는 보일러는 어느 형식의 보일러 인가?

  1. 관류 보일러
  2. 복사 보일러
  3. 간접가열 보일러
  4. 강제순환식 보일러
(정답률: 68%)
  • 라몽트(LaMont) 보일러와 벨로스(Belloise) 보일러는 펌프를 이용하여 강제로 물을 순환시키는 강제순환식 보일러의 대표적인 형식입니다.
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45. 노벽이 내화벽돌(두께 24cm)과 절연벽돌(두께 10cm), 적색벽돌(두께 15cm)로 구성되어 만들어질 때 벽 안쪽과 바깥쪽 표면 온도가 각각 900℃, 90℃이라면 열손실(W/m2)은? (단, 내화벽돌, 절연벽돌 및 적색벽돌의 열전도율은 각각 1.4W/m℃, 0.17W/m℃, 1.2W/m℃이다.)

  1. 408
  2. 916
  3. 1744
  4. 4715
(정답률: 54%)
  • 여러 층의 벽돌로 구성된 복합벽의 열전달률을 구하기 위해 각 층의 열저항 합을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $q = \frac{\Delta T}{\sum \frac{L}{k}}$
    ② [숫자 대입] $q = \frac{900 - 90}{\frac{0.24}{1.4} + \frac{0.1}{0.17} + \frac{0.15}{1.2}}$
    ③ [최종 결과] $q = 916$
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46. 대향류 열교환기에서 가열유체는 80℃로 들어가서 30℃로 나오고 수열수체는 20℃로 들어가서 30℃로 나온다. 이 열교환기의 대수평균온도차(℃)는?

  1. 24.9
  2. 32.1
  3. 35.8
  4. 40.4
(정답률: 49%)
  • 대향류 열교환기에서 양 끝단의 온도차를 이용하여 대수평균온도차(LMTD)를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_2 - \Delta T_1}{\ln(\Delta T_2 / \Delta T_1)}$
    ② [숫자 대입] $\Delta T_{lm} = \frac{(80 - 30) - (30 - 20)}{\ln((80 - 30) / (30 - 20))}$
    ③ [최종 결과] $\Delta T_{lm} = 24.9$
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47. 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: 84%)
  • KS규격에 따라 공업요로 및 요업요로에 사용되는 내화물의 규정 기준은 SK26(1580℃) 이상이어야 합니다.
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48. 에너지사용 합리화법에 따라 보일러의 계속사용검사 중 안전검사의 유효기간은?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 84%)
  • 에너지이용 합리화법령에 따라 보일러의 계속사용검사 중 안전검사의 유효기간은 1년으로 규정되어 있습니다.
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49. 증기트랩 중 고압증기의 관말트랩이나 유닛, 히터 등에 많이 사용하는 것으로 상향식과 하향식이 있는 트랩은?

  1. 벨로즈 트랩
  2. 플로트 트랩
  3. 온도조절식 트랩
  4. 버킷 트랩
(정답률: 73%)
  • 버킷 트랩은 고압 증기 배관의 말단이나 유닛, 히터 등에 주로 사용되며, 설치 방향에 따라 상향식과 하향식으로 구분되는 특징이 있습니다.
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50. 에너지이용 합리화법에 따라 개조검사 시 수압시험을 실시해야 하는 경우는?

  1. 연료를 변경하는 경우
  2. 버너를 개조하는 경우
  3. 절탄기를 개조하는 경우
  4. 내압부분을 개조하는 경우
(정답률: 80%)
  • 수압시험은 압력 용기의 기밀성과 강도를 확인하는 시험이므로, 압력을 받는 내압부분을 개조했을 때 반드시 실시해야 합니다.
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51. 단열 벽돌을 요로에 사용하였을 때 나타나는 효과가 아닌 것은?

  1. 요로의 열용량이 커진다.
  2. 열전도도가 작아진다.
  3. 노내 온도가 균일해진다.
  4. 내화 벽돌을 배면에 사용하면 내화 벽돌의 스폴링을 방지한다.
(정답률: 64%)
  • 단열 벽돌은 열전도율이 낮아 열 손실을 줄이는 것이 목적이므로, 열을 저장하는 능력인 열용량은 오히려 작아지게 됩니다.

    오답 노트
    열전도도가 작아진다: 단열재의 기본 특성입니다.
    노내 온도가 균일해진다: 열 손실이 줄어 온도 분포가 일정해집니다.
    내화 벽돌의 스폴링 방지: 급격한 온도 변화를 완화하여 표면 박리를 막습니다.
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52. 큐폴라에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 규격은 매 시간당 용해할 수 있는 중량(t)으로 표시한다.
  2. 코크스 속의 탄소, 인, 황 등의 불순물이 들어가 용탕의 질이 저하된다.
  3. 열효율이 좋고 용해시간이 빠르다.
  4. AI합금이나 가단주철 및 칠드롤 같은 대형주물제조에 사용된다.
(정답률: 74%)
  • 큐폴라는 주로 선철의 용해에 사용되는 용광로입니다. Al합금이나 가단주철, 칠드롤 같은 정밀하거나 특수한 주물 제조에는 큐폴라가 아닌 큐벳로나 전기로 등이 사용됩니다.
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53. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기인 보일러의 사용연료 또는 연소방법을 변경한 경우에 받아야 하는 검사는?

  1. 구조검사
  2. 설치검사
  3. 개조검사
  4. 용접검사
(정답률: 82%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 사용연료나 연소방법을 변경하는 등 구조적인 변경이 있을 때는 개조검사를 받아야 합니다.
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54. 어떤 물체의 보온 전과 보온 후의 발산열량이 각각 2000kJ/m2, 400kJ/m2이라 할 때, 이 보온재의 보온효율(%)은?

  1. 20
  2. 50
  3. 80
  4. 125
(정답률: 59%)
  • 보온 전후의 발산열량 차이를 보온 전 발산열량으로 나누어 보온효율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{2000 - 400}{2000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 80$
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55. 보온재의 열전도율을 작게 하는 방법이 아닌 것은?

  1. 재질 내 수분을 줄인다.
  2. 재료의 온도를 높게 한다.
  3. 재료의 두께를 두껍게 한다.
  4. 재료 내 기공은 작고 기공률은 크게 한다.
(정답률: 66%)
  • 보온재의 열전도율을 낮추려면 재질 내 수분을 제거하고, 기공률을 높이며, 적절한 두께를 유지해야 합니다. 재료의 온도를 높이는 것은 열전도율을 낮추는 직접적인 방법이 아닙니다.
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56. 관의 지름을 바꿀 때 주로 사용되는 관 부속품은?

  1. 소켓
  2. 엘보
  3. 플러그
  4. 리듀셔
(정답률: 87%)
  • 관의 지름이 서로 다른 두 관을 연결하여 관경을 확대하거나 축소할 때 사용하는 부속품은 리듀셔입니다.
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57. 보일러수에 포함된 성분 중 포밍의 발생원인 물질로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 나트륨
  2. 칼륨
  3. 칼슘
  4. 산소
(정답률: 78%)
  • 포밍(Foaming)은 보일러수 속에 용해된 불순물로 인해 거품이 발생하는 현상으로, 주로 나트륨, 칼륨, 칼슘과 같은 알칼리 금속 성분이나 유기물이 원인이 됩니다. 산소는 포밍의 원인이 아니라 보일러 내부 부식(점식)의 주된 원인 물질입니다.
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58. 에너지이용 합리화법에 따라 설치된 보일러의 섹션을 증감하여 용량을 변경한 경우 받아야 하는 검사는?

  1. 구조검사
  2. 개조검사
  3. 설치검사
  4. 계속 사용성능 검사
(정답률: 81%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 보일러의 섹션을 증감하여 용량을 변경하는 것은 보일러의 원래 구조를 변경하는 행위에 해당하므로 개조검사를 받아야 합니다.
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59. 원통형 보일러와 비교한 수관식 보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전열면적에 비해 보유수량이 적어 증기발생이 빠르다.
  2. 보유수량이 적어 부하변동에 따른 압력변화가 작다.
  3. 양질의 급수가 필요하다.
  4. 구조가 복잡하여 청소나 검사, 수리가 불편하다.
(정답률: 68%)
  • 수관식 보일러는 원통형 보일러에 비해 보유수량이 매우 적습니다. 따라서 부하 변동이 발생했을 때 이를 완충할 수 있는 수량이 부족하여 압력 변화가 크게 나타나는 특징이 있습니다.
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60. 다음 중 양이온 교환 수지의 재생에 사용되는 약품이 아닌 것은?

  1. HCI
  2. NaOH
  3. H2SO4
  4. NaCI
(정답률: 57%)
  • 양이온 교환 수지는 수소 이온($H^+$)이나 나트륨 이온($Na^+$)과 같은 양이온을 재생시키기 위해 산성 약품을 사용합니다.
    NaOH(수산화나트륨)은 강알칼리성 물질로, 양이온이 아닌 음이온 교환 수지를 재생할 때 사용되는 약품입니다.
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4과목: 열설비취급 및 안전관리

61. 에너지이용 합리화법상 검사대상기기에 대하여 받아야할 검사를 받지 아니한 자에 해당하는 벌칙은?

  1. 1천만원 이하의 벌금
  2. 2천만원 이하의 벌금
  3. 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
  4. 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금
(정답률: 75%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기에 대하여 법정 검사를 받지 아니한 자는 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처해집니다.
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62. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 매년 1월 31일까지 신고해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 수지계산서
  2. 전년도의 분기별 에너지이용 합리화 실적
  3. 해당 연도의 분기별 에너지사용예정량
  4. 에너지사용기자재의 현황
(정답률: 77%)
  • 에너지다소비사업자는 매년 1월 31일까지 전년도 에너지사용량, 올해 사용예정량, 기자재 현황 등을 신고해야 합니다. 전년도의 수지계산서는 신고 대상 사항이 아닙니다.
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63. 보일러 손상의 형태 중 보일러에 사용하는 연강은 보통 200℃~300℃정도에서 최고의 항장력을 나타내는데, 750℃~800℃이상으로 상승하면 결정립의 변화가 두드러진다. 이러한 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 압궤
  2. 버닝
  3. 만곡
  4. 과열
(정답률: 77%)
  • 보일러 연강 재료가 고온($750\text{℃} \sim 800\text{℃}$이상)으로 가열되어 결정립이 조대해지고 재질이 약화되는 현상을 버닝(Burning)이라고 합니다.
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64. 보일러에서 압력계에 연결하는 증기관(최고사용 압력에 견디는 것)을 강관으로 하는 경우 안지름은 최소 몇 mm이상으로 하여야 하는가?

  1. 6.5
  2. 12.7
  3. 15.6
  4. 17.5
(정답률: 81%)
  • 보일러 압력계 연결 증기관의 재질에 따른 최소 안지름 규정 문제입니다.
    강관의 경우 최소 안지름은 $12.7\text{mm}$이상, 동관의 경우 $6.5\text{mm}$이상이어야 합니다.
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65. 증기관내의 수격현상이 일어 날 때 조치사항으로 틀린 것은?

  1. 프라이밍이 발생치 않도록 한다.
  2. 증기배관의 보온을 철저히 한다.
  3. 주증기 밸브를 천천히 연다.
  4. 증기트랩을 닫아 둔다.
(정답률: 81%)
  • 수격현상은 배관 내 응축수가 정체되어 증기와 충돌하며 발생하는 충격 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 응축수를 원활하게 배출해야 하므로 증기트랩을 설치하고 정상 작동시켜야 합니다.

    오답 노트
    증기트랩을 닫아 둔다: 응축수 배출을 막아 수격현상을 악화시킵니다.
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66. 다음 중 에너지법에 의한 에너지위원회 구성에서 대통령령으로 정하는 사람이 속하는 중앙행정기관에 해당되는 것은?

  1. 외교부
  2. 보건복지부
  3. 해양수산부
  4. 산업통상자원부
(정답률: 74%)
  • 에너지법에 따른 에너지위원회 구성 시 대통령령으로 정하는 사람이 속하는 중앙행정기관에는 기획재정부, 과학기술정보통신부, 외교부, 환경부, 국토교통부가 포함됩니다.
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67. 지역난방의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 건물에는 보일러가 필요 없고 인건비와 연료비가 절감 된다.
  2. 건물내의 유효면적이 감소되며 열효율이 좋다.
  3. 설비의 합리화에 의해 매연처리를 할 수 있다.
  4. 대규모 시설을 관리할 수 있으므로 효율이 좋다.
(정답률: 73%)
  • 지역난방은 개별 건물 내에 보일러실을 설치할 필요가 없으므로, 오히려 건물 내의 유효면적이 증가하는 장점이 있습니다.
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68. 보일러의 보존법 중 이상적인 건조보존법으로 보일러내의 공기와 물을 전부 배출하고 특정 가스를 봉입해 두는 방법이 있다. 이 때 사용되는 가스는?

  1. 이산화탄소(CO2)
  2. 질소(N2)
  3. 산소(O2)
  4. 헬륨(He)
(정답률: 86%)
  • 건조보존법에서는 보일러 내부의 산소를 제거하여 부식을 방지하기 위해 화학적으로 안정된 불활성 가스인 질소($N_{2}$)를 봉입합니다.
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69. 고온(180℃이상)의 보일러수에 포함되어 있는 불순물 중 보일러 강판을 가장 심하게 부식시키는 것은?

  1. 탄산칼슘
  2. 탄산가스
  3. 염화마그네슘
  4. 수산화나트륨
(정답률: 61%)
  • 고온의 보일러수 내 염화마그네슘은 강판의 부식을 촉진시키는 가장 치명적인 불순물입니다.
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70. 다음 보일러의 부속장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재열기: 보일러에서 발생된 증기로 급수를 예열시켜 주는 장치
  2. 공기예열기: 연소가스의 예열 등으로 연소용 공기를 예열하는 장치
  3. 과열기: 포화증기를 가열하여 압력은 일정하게 유지하면서 증기의 온도는 높이는 장치
  4. 절탄기: 폐열가스를 이용하여 보일러에 급수되는 물을 예열하는 장치
(정답률: 71%)
  • 재열기는 보일러에서 발생한 증기를 다시 가열하여 온도를 높이는 장치입니다.

    오답 노트
    보일러에서 발생된 증기로 급수를 예열시켜 주는 장치: 이는 급수 가열기 등에 대한 설명입니다.
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71. 에너지이용 합리화법상 자발적 협약에 포함하여야 할 내용이 아닌 것은?

  1. 협약 체결 전년도 에너지소비 현황
  2. 단위당 에너지이용효율 향상 목표
  3. 온실가스배출 감축목표
  4. 고효율기자재의 생산 목표
(정답률: 73%)
  • 에너지이용 합리화법상 자발적 협약에는 에너지소비 현황, 단위당 에너지이용효율 향상 목표, 온실가스 배출 감축목표 등이 포함되어야 하며, 고효율기자재의 생산 목표는 협약 포함 사항이 아닙니다.
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72. 전열면적이 50m2이하인 증기보일러에서는 과압방지를 위한 안전밸브를 최소 몇 개 이상 설치해야 하는가?

  1. 1개 이상
  2. 2개 이상
  3. 3개 이상
  4. 4개 이상
(정답률: 75%)
  • 증기보일러의 안전밸브 설치 기준에 따라 전열면적이 $50\text{m}^2$이하인 경우에는 최소 1개 이상을 설치하여 과압을 방지해야 합니다.
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73. 보일러 설치검사기준상 보일러 설치 후 수압시험을 할 때 규정된 시험수압에 도달된 후 얼마의 시간이 경과된 뒤에 검사를 실시하는가?

  1. 10분
  2. 15분
  3. 20분
  4. 30분
(정답률: 80%)
  • 보일러 설치검사기준에 따라 수압시험 시 규정된 시험수압에 도달한 후, 압력의 안정성과 누설 여부를 확인하기 위해 30분이 경과된 뒤에 검사를 실시합니다.
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74. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 설치자는 검사대상기기관리자가 해임되거나 퇴직하는 경우 다른 검사대상기기관리자를 언제 선임해야 하는가?

  1. 해임 또는 퇴직 이전
  2. 해임 또는 퇴직 후 10일 이내
  3. 해임 또는 퇴직 후 30일 이내
  4. 해임 또는 퇴직 후 3개월 이내
(정답률: 79%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기관리자가 해임되거나 퇴직하는 경우에는 관리 공백을 방지하기 위해 반드시 해임 또는 퇴직 이전에 다른 관리자를 선임해야 합니다.
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75. 다음은 에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 있는 에너지저장의무 부과대상자 중 일부이다. ( )안에 알맞은 것은?

  1. 5000
  2. 10000
  3. 20000
  4. 50000
(정답률: 76%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관은 연간 $20000 TOE$이상의 에너지를 사용하는 자에게 에너지저장의무를 부과할 수 있습니다.
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76. 난방부하가 18800kJ/h인 온수난방에서 쪽당 방열면적이 0.2m2인 방열기를 사용한다고 할 때 필요한 쪽수는?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 53%)
  • 난방부하를 방열기 1쪽당 방열량으로 나누어 필요한 방열기 쪽수를 산출합니다. 이때 에너지 단위인 $kJ$를 $kcal$로 변환($1 kcal = 4.2 kJ$)하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{쪽수} = \frac{\text{난방부하}}{\text{표준방열량} \times \text{방열면적} \times 4.2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{쪽수} = \frac{18800}{450 \times 0.2 \times 4.2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{쪽수} = 49.735 \approx 50$$
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77. 증기 사용 중 유의사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 수면계 수위가 항상 상용수위가 되도록 한다.
  2. 과잉공기를 많게 하여 완전연소가 되도록 한다.
  3. 배기가스 온도가 갑자기 올라가는지를 확인한다.
  4. 일정압력을 유지할 수 있도록 연소량을 가감한다.
(정답률: 79%)
  • 연소 시 과잉공기(공기비)가 너무 많으면 배기가스로 나가는 열손실이 증가하여 보일러의 열효율이 감소하게 됩니다. 따라서 무조건 많게 하는 것이 아니라 적정 비율을 유지하는 것이 중요합니다.
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78. 보일러 파열사고의 원인과 가장 먼 것은?

  1. 안전장치 고장
  2. 저수위 운전
  3. 강도 부족
  4. 증기 누설
(정답률: 66%)
  • 보일러 파열은 주로 압력 제어 실패나 재료의 결함으로 발생합니다. 안전장치 고장, 저수위 운전으로 인한 과열, 재료의 강도 부족은 직접적인 파열 원인이 되지만, 증기 누설은 효율 저하의 원인일 뿐 보일러 자체가 파열되는 직접적인 원인과는 거리가 멉니다.
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79. 보일러 분출작업시의 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 분출작업은 2명 1개조로 분출한다.
  2. 저수위 이하로 분출한다.
  3. 분출 도중 다른 작업을 하지 않는다.
  4. 분출작업을 행할 때 2대의 보일러를 동시에 해서는 안 된다.
(정답률: 84%)
  • 보일러 분출작업 시 보일러 내부의 침전물을 제거하기 위해 물을 빼내는 과정에서 저수위 이하로 분출하게 되면, 보일러 본체가 과열되어 파손될 위험이 매우 큽니다. 따라서 반드시 적정 수위를 유지하며 분출해야 합니다.
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80. 보일러 수면계를 시험해야 하는 시기와 무관한 것은?

  1. 발생 증기를 송기할 때
  2. 수면계 유리의 교체 또는 보수 후
  3. 프라이밍, 포밍이 발생할 때
  4. 보일러 가동 직전
(정답률: 60%)
  • 보일러 수면계의 정확성을 확인하기 위한 시험 시기를 묻는 문제입니다. 수면계 시험은 수면계 유리의 교체 또는 보수 후, 프라이밍이나 포밍이 발생할 때, 보일러 가동 직전 등에 수행하며, 단순히 발생 증기를 송기하는 상황은 시험 시기와 무관합니다.
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