1과목: 연소공학
1. 압력이 0.1㎫, 체적이 3m3인 273.15K의 공기가 이상적으로 단일압축되어 그 체적이 1/3으로 되었다. 엔탈피의 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체 상수는 0.287kJ/㎏·K, 비열비는 1.4이다.)
- 480
- 580
- 680
- 780
2. 기체가 내부압력 0.05㎫, 체적 2.5m3의 상태에서 압력 1㎫, 체적이 0.3m3의 상태로 변하였을 때 1㎏당 엔탈피 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 이 과정 중에 내부에너지 변화량은 일정하다.)
- 165
- 170
- 175
- 180
3. 기상 폭발 발생을 예방하기 위한 대책으로 옳지 않은 것은?
- 환기에 의해 가연성 기체의 농도 상승을 억제 한다.
- 집진장치 등으로 분진 및 분무의 퇴적을 방지 한다.
- 휘발성 액체를 불활성 기체와의 접촉을 피하기 위해 공기로 차단한다.
- 반응에 의해 가연성 기체의 발생 가능성을 검토하고 반응을 억제하거나 또는 발생한 기체를 밀봉한다.
4. 연소폭발을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?
- 가연성물질의 제거
- 조연성물질의 혼입차단
- 발화원의 소거 또는 억제
- 불활성 가스 제거
5. 프로판 30v% 및 부탄 70v%의 혼합가스 1L가 완전연소하는데 필요한 이론 공기량은 약 몇 L인가? (단, 공기 중 산소농도는 20%로 한다.)
- 10
- 20
- 30
- 40
8. 밀폐된 용기 내에 1atm, 27℃ 프로판과 산소가 부피 비로 1 : 5의 비율로 혼합되어 있다. 프로판이 다음과 같이 완전연소하여 화염의 온도가 1000℃가 되었다면 용기 내에 발생하는 압력은 얼마가 되겠는가?
- 1.95atm
- 2.95atm
- 3.95atm
- 4.95atm
9. 정상운전 중에 가연성가스의 점화원이 될 전기불꽃, 아크 등의 발생을 방지하기 위하여 기계적, 전기적 구조상 또는 온도상승에 대해서 안전도를 증가시킨 방폭구조는?
- 내압방폭구조
- 압력방폭구조
- 안전증방폭구조
- 본질안전방폭구조
10. 고체연료의 착화에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 고체연료의 착화에서 노벽온도가 높을수록 착화지연 시간은 짧아진다.
- 고체연료의 착화에서 노벽온도가 낮을수록 착화지연 시간은 짧아진다.
- 고체연료의 착화에서 노벽온도가 높을수록 착화지연 시간은 일정하다.
- 고체연료의 착화에서 노벽온도와 착화지연 시간은 무관하다.
11. 다음 중 보일-샤를의 법칙을 바르게 표시한 것은?
- PV = C(일정)
- T/(PV) = C(일정)
- (PV)/T = C(일정)
- (TV)/P = C(일정)
12. 100℃의 수증기 1㎏이 100℃의 물로 응결될 때 수증기 엔트로피 변화량은 몇 kJ/K인가? (단, 물의 증발잠열은 2256.7kJ/㎏이다.)
- -4.87
- -6.05
- -7.24
- -8.67
14. CH4(g)＋2O2(g) ⇆ CO2(g)＋2H2O(L)의 반응열은 약 몇 ㎉인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
- -144.5
- -180.3
- -212.9
- -248.7
15. 폭굉(Detonation)에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 폭속은 정상연소속도의 10배 정도이다.
- 폭굉범위는 폭발(연소)범위보다 넓다.
- 가스 중의 연소전파속도가 음속이하로서, 파면 선단에 충격파가 발생한다.
- 폭굉의 상한계값은 폭발(연소)의 상한계값보다 작다.
16. 액체 시안화수소를 장기간 저장치 못하게 하는 이유는?
- 산화폭발하기 때문에
- 중합폭발하기 때문에
- 분해폭발하기 때문에
- 고결되어 장치를 막기 때문에
17. 연소에서 사용되는 용어와 그 내용에 대하여 가장 바르게 연결된 것은?
- 폭발 - 정상연소
- 착화점 - 점화 시 최대에너지
- 연소범위 - 위험도의 계산 기준
- 자연발화 - 불씨에 의한 최고 연소시작 온도
18. 가연성 가스의 연소에서 산소의 농도가 증가할수록 일어나는 현상으로 옳은 것은?
- 연소속도가 늦어진다.
- 발화온도가 높아진다.
- 화염온도가 낮아진다.
- 폭발범위가 넓어진다.
19. 난조가 있는 예혼합기 속을 전파하는 난류 예혼합화염은 층류 예혼합화염과 다르다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 화염의 배후에 미연소분이 존재하기 않는다.
- 층류 예혼합염의 비하여 화염의 휘도가 높다.
- 난류 예혼합염의 구조는 교란 없이 연소되는 분젠 화염 형태이다.
- 연소속도는 층류 예혼합화염의 연소속도와 같은 수준이고 화염의 휘도가 낮은 편이다.
20. 폭굉유도거리(DID)에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 관경이 클수록 짧아진다.
- 압력이 높을수록 길어진다.
- 점화원의 에너지가 높을수록 짧아진다.
- 폭광유도거리라 함은 폐쇄단에서 최후 폭발파가 형성되는 위치까지의 거리이다.
2과목: 가스설비
21. 공기액화사이클 중 비등점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 낮은 비등점의 기체를 액화시키는 액화사이클을 무엇이라 하는가?
- 캐피자 액화사이클
- 다원 액화사이클
- 린데식 액화사이클
- 클라우드 액화사이클
24. 다음 중 원심펌프의 양수 원리를 가장 바르게 설명한 것은?
- 익형 날개차의 양력을 이용한다.
- 익형 날개차의 양력과 원심력을 이용한다.
- 회전차의 원심력을 압력에너지로 변환한다.
- 회전차의 케이싱과 회전차 사이의 마찰력을 이용한다.
25. 바깥지름과 안지름의 비가 1.2 이상인 산소가스 배관의 두께를 구하는 식은 다음과 같다. 여기에서 C 는 무엇을 뜻하는가? (단, t는 관두께, D는 안지름 s는 안전율, P는 상용압력, f는 재료의 인장강도 규격최소치이다.)
- 부식여유수치
- 인장강도
- 이음매의 효율
- 안전여유수치
26. 용접결함의 종류 중 언더필(underfill)을 설명한 것은?
- 용접 시 양 모재의 단면이 불일치되어 굽어진 상태
- 용착부족으로 용접부 표면이 주위모재의 표면 보다 낮은 현상
- 용접금속이 루트부분까지 도달하지 못했기 때문에 모재와 모재사이에 발생한 결함
- 과잉용접으로 용접금속이 국부적으로 홈의 반대면으로 흘러 떨어진 것
27. 펌프의 전효율 η를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, ηv는 체적효율, ηm은 기계효율, ηh는 수력효율이다.)
- η = (ηm＋ηh)/ηv
- η = ηv•ηm•ηh
- η = ηv＋ηh＋ηm
- η = (ηm•ηh)/ηv
28. 도시가스의 연소속도(Cp)를 구하는 식은? (단, K는 도시가스 중 산소함유율에 따라 정하는 정수, H2는 가스 중의 수소의 함유율(v%), CO는 가스 중의 CO함유율(v%), CmHn은 가스 중의 CH4를 제외한 탄화수소 함유율(v%), CH4은 가수 중의 CH4함유율 (v%), d는 가스의 비중이다.)
- Cp = K•(1.0H2＋0.6(CO＋CmHn)＋0.3CH4)/√d
- Cp = K•(1.0CH4＋0.6(CO)＋CmHn＋0.3H2)/√d
- Cp = K•(1.0CH4＋0.3(CO)＋CmHn＋0.6H2)/√d
- Cp = K•(1.0CO＋0.3CH4＋(CmHn)＋0.6H2)/√d
29. 다음 [그림]은 압력조정기의 기본 구조이다. 옳은 것으로만 나열된 것은?
- ①다이아프램, ②안전장치용 스프링
- ②안전장치용 스프링, ③압력조정용 스프링
- ③압력조정용 스프링, ④레버
- ④레버, ⑤감압실
31. 용기 내압시험 시 뷰렛은 300㎖의 용적을 가지고 있으며 전증가는 200㎖, 항구증가는 15㎖일 때 이용기의 항구 증가율은?
- 5%
- 6%
- 7.5%
- 8.5%
32. 20층인 아파트에서 1층의 가스 압력이 1.8㎪일 때, 20층에서의 압력은 약 몇 ㎪인가? (단, 20층까지의 고저차는 60m, 가스의 비중은 0.65, 공기의 비중량은 1.3㎏/m3이다.)
- 1
- 2
- 3
- 4
33. 액화산소탱크 4000L에 충전할 수 있는 질량은 몇 ㎏인가? (단, 상용의 온도에서 액화가스의 비중은 1.14이다.)
- 4104
- 4154
- 5104
- 5154
35. 로딩(loading)형으로 정특성, 동특성이 양호한 정압기는?
- Fisher식
- Axial flow식
- Reynolds식
- KRF식
36. 가스의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 질소는 상온에서 대단히 안정된 불연성가스로서 고온·고압에서도 금속과 화합하지 않는다.
- 염소는 반응성이 강한 가스이며 강에 대해서 상온의 건조 상태에서도 현저한 부식성이 있다.
- 암모니아는 산이나 할로겐과도 잘 화합한다.
- 산소는 액체 공기를 분류하여 제조하는 반응성이 강한 가스이며, 그 자신도 연소된다.
37. 용기 충전구에 “V" 홈의 의미는?
- 왼나사를 나타낸다.
- 위험한 가스를 나타낸다.
- 가연성가스를 나타낸다.
- 독성가스를 나타낸다.
38. 시간당 50000㎉의 열을 흡수하는 냉동기의 용량은 몇 냉동톤에 해당하는가?
- 6.01
- 15.06
- 63.40
- 633.71
39. 자연기화와 비교한 강제기화기 사용 시 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
- LPG 종류에 관계없이 한냉시에도 충분히 기화 된다.
- 공급가스의 조성이 일정하다.
- 기화량을 가감할 수 있다.
- 설비장소가 커지고 설비비는 많이 든다.
40. 전기방식법 중 외부전원법에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?
- 간섭의 우려가 있다.
- 설비비가 비교적 고가이다.
- 방식전류의 양을 조절할 수 있다.
- 방식효과 범위가 좁다.
3과목: 가스안전관리
41. 고압가스 충전용기의 운반기준 중 동일 차량에 적재운반이 가능한 것은?
- 수소와 산소
- 염소와 수소
- 아세틸렌과 염소
- 암모니아와 염소
42. 아세틸렌의 충전 시 기준으로 옳지 않은 것은?
- 습식아세틸렌발생기 표면은 40℃ 이하의 온도를 유지해야 한다.
- 용기 충전 중의 압력은 2.5MPa 이하로 하고, 충전 후에는 정치하여야 한다.
- 압축 시 희석제는 질소, 메탄, 일산화탄소 등이 사용된다.
- 용기에 충전하는 다공물질의 다공도는 75% 이상 92% 미만이어야 한다.
43. 가연성가스 누출경보기 중 반도체식 경보기의 검지부는 어떤 원리를 이용한 것인가?
- 검지부 표면에 가스가 접촉하면 금속 산화물의 전기전도도가 변화하는 원리
- 백금선이 온도상승을 일으켜 전기 저항이 변화 하는 원리
- 검지부 전류가 변화하는 원리
- 검지부 전압이 변화하는 원리
44. 다음 중 특정고압가스에 해당하는 것만으로 나열된 것은?
- 수소, 아세틸렌, 염화수소, 천연가스, 액화석유 가스
- 수소, 산소, 액화석유가스, 포스핀, 디보레인
- 수소, 염화수소, 천연가스, 액화석유가스, 포스핀
- 수소, 산소, 아세틸렌, 천연가스, 포스핀
45. 내용적 20000L의 저장탱크에 비중량이 0.8㎏/L인 액화가스를 충전할 수 있는 양은?
- 13.6톤
- 14.4톤
- 16.5톤
- 17.7톤
46. 도시가스 배관의 굴착으로 20m 이상 노출된 배관에 대하여 누출된 가스가 체류하기 쉬운 장소에 매 몇 m마다 가스 누출경보기를 설치하여야 하는가?
- 5m
- 10m
- 15m
- 20m
47. 공업용 가스용기와 도색의 구분이 바르게 연결된 것은?
- 액화석유가스 – 갈색
- 수소용기 - 백색
- 아세틸렌용기 – 황색
- 액화암모니아용기 - 회색
48. 액화석유가스 저장설비 및 가스설비는 그 외면으로부터 화기를 취급하는 장소까지 몇 m 이상의 우회거리를 두어야 하는가?
- 2
- 3
- 8
- 10
49. 방폭전기기기의 선정기준에서 슬립링, 정류자는 어떤 방폭구조로 하여야 하는가?
- 유입방폭구조
- 내압방폭구조
- 안전증방폭구조
- 본질안전방폭구조
50. 고압가스 충전용기를 취급하거나 보관하는 때의 기준으로 틀린 것은?
- 충전용기는 항상 40℃ 이하로 유지할 것
- 정전에 대비하여 비상 초와 성냥을 비치할 것
- 용기 보관장소에는 작업에 필요한 물건 외에는 두지 않을 것
- 충전용기와 잔가스용기는 구분하여 보관할 것
51. 특수가스의 하나인 실란(SiH4)의 주요 위험성은?
- 공기 중에 누출되면 자연 발화한다.
- 태양광에 의해 쉽게 분해된다.
- 분해 시 독성물질을 생성한다.
- 상온에서 쉽게 분해된다.
52. 2개 이상의 탱크를 동일한 차량에 고정하여 운반 하는 경우의 기준에 대한 설명 중 틀린 것은?
- 탱크마다는 보조밸브를 설치하고 메인탱크에는 주밸브를 설치할 것
- 탱크상호간 또는 탱크와 차량과 견고하게 부착 할 것
- 충전관에는 긴급탈압밸브를 설치할 것
- 충전관에는 안전밸브, 압력계를 설치할 것
53. 도시가스용 PE배관의 매몰설치 시 배관의 굴곡허용 반경은 외경의 몇 배 이상으로 하여야 하는가?
- 10
- 20
- 50
- 200
54. 용기를 제조할 경우의 기준에 대한 설명 중 틀린 것은?
- 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄합금으로 제조한다.
- 내식성이 없는 용기에는 부식방지도장을 한다.
- 액화석유가스용 강제용기의 스커드 형상은 용기의 길이 방향에 대한 수평단면을 원형으로 하고 하단에는 외측으로 굴곡부를 만들도록 한다.
- 용기에는 부착된 부속품을 보호하기 위하여 프로텍터를 부착한다.
56. 액체가스를 차량에 고정된 탱크에 의해 250㎞의 거리까지 운반하려고 한다. 운반책임자가 동승하여 감독 및 지원을 할 필요가 없는 경우는?
- 에틸렌 : 3000㎏
- 아산화질소 : 3000㎏
- 암모니아 : 1000㎏
- 산소 : 6000㎏
58. 액화석유가스집단공급시설에서 지상에 설치하는 저장탱크의 내열구조에 대한 설명 중 틀린 것은?
- 가스설비실 및 자동차에 고정된 탱크의 이입, 충전장소에는 외면으로부터 5m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있는 냉각장치를 설치한다.
- 살수장치는 저장탱크 표면적 1m2당 2L/min 이상의 비율로 계산된 수량을 저장탱크 전표면에 분무할 수 있는 고정된 장치로 한다.
- 소화전의 설치위치는 해당 저장탱크의 외면으로부터 40m 이내이고, 소화전의 방수방향은 저장탱크를 향하여 어느 방향에서도 방수할 수 있어야 한다.
- 소화전은 동시에 방사를 필요로 하는 최대수량을 30분 이상 연속하여 방사할 수 있는 양을 갖는 수원에 접속되도록 한다.
60. 액화석유가스집단공급시설의 점검기준에 대한 내용으로 옳은 것은?
- 충전용주관의 압력계는 매분기 1회 이상 국가 표준기본법에 따른 교정을 받은 압력계로 그 기능을 검사한다.
- 안전밸브는 매월 1회 이상 설정되는 압력이하의 압력에서 작동하도록 조정한다.
- 물분무장치, 살수장치와 소화전은 매월 1회 이상 작동상황을 점검한다.
- 집단공급시설 중 충전설비의 경우에는 매월 1회 이상 작동상황을 점검한다.
4과목: 가스계측
63. Roots 가스미터의 장점으로 옳지 않은 것은?
- 대유량의 가스 측정에 적합하다.
- 중압가스의 계량이 가능하다.
- 설치 면적이 작다.
- strainer의 설치 및 유지 관리가 필요하지 않다.
64. 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어명령을 하고, 2차 제어장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 측정제어로서 옳은 것은?
- program제어
- 비례제어
- 캐스케이드제어
- 정치제어
65. 가스미터 설치 시 입상배관을 금지하는 가장 큰 이유는?
- 겨울철 수분 응축에 따른 밸브, 밸브시트 동결 방지를 위하여
- 균열에 따른 누출방지를 위하여
- 고장 및 오차 발생 방지를 위하여
- 계량막 밸브와 밸브시트 사이의 누출방지를 위하여
67. 도시가스로 사용하는 LNG의 누출을 감지하기 위하여 감지기는 어느 위치에 설치하여야 하는가?
- 검지기 하단은 천장면 등의 아래쪽 0.3m 이내에 부착
- 검지기 하단은 천장면 등의 아래쪽 3m 이내에 부착
- 검지기 상단은 바닥면 등에서 위쪽으로 0.3m 이내에 부착
- 검지기 상단은 바닥면 등에서 위쪽으로 3m 이내에 부착
68. 열전대온도계를 수은온도계와 비교했을 때 갖는 장점이 아닌 것은?
- 열용량이 크다.
- 국부온도의 측정이 가능하다.
- 측정온도의 범위가 넓다.
- 응답속도가 빠르다.
69. 400m 길이의 저압본관에 시간당 200m3 가스를 흐르도록 하려면 가스배관의 관경은 약 몇 ㎝가 되어야 하는가? (단, 기점, 종점간의 압력강하를 1.47mmHg, 가스비중을 0.64로 한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
- 12.45㎝
- 15.93㎝
- 17.23㎝
- 21.34㎝
70. 프로판의 성분을 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하고자 한다. 이 때 사용하기 가장 적합한 검출기는?
- FID(flame ionization detector)
- TCD(thermal conductivity delector)
- NDIR(non-dispersive infra-red)
- CLD(chemiluminescence detector)
71. 온도가 60F°에서 100F°까지 비례 제어된다. 측정온도가 71F°에서 75F°로 변할 때 출력압력이 3psi에서 15psi로 도달하도록 조정될 때 비례대역(%)은?
- 5%
- 10%
- 20%
- 33%
72. 수은을 이용한 U차관 액면계에서 그림과 같이 h는 70㎝일 때 P2는 절대압으로 약 몇 ㎏/cm2인가? (단, 수은의 비중은 13.6이고, P1은 절대압으로 1㎏/cm2이다.)
- 1.95
- 19.5
- 1.70
- 17.0
73. 가스크로마토그래피에서 사용하는 검출기가 아닌 것은?
- 원자방출검출기(AED)
- 황화학발광검출기(SCD)
- 열이온검출기(TID)
- 열추적검출기(TTD)
74. 막식가스미터에서 미터의 지침의 시도(示度)에 변화가 나타나지 않는 고장으로서 계량막 밸브와 밸브 시트의 틈 사이 패킹부 등의 누출로 인하여 발생하는 고장은?
- 불통
- 부동
- 기차불량
- 감도불량
75. 대기압 이하의 진공압력을 측정하는 진공계의 원리에 해당하지 않는 것은?
- 수은주를 이용하는 것
- 부력을 이용하는 것
- 열전도를 이용하는 것
- 전기적 현상을 이용하는 것
77. 자동제어계의 동작순서로 옳은 것은?
- 비교 → 판단 → 검출 → 조작
- 조작 → 비교 → 검출 → 판단
- 검출 → 비교 → 판단 → 조작
- 판단 → 비교 → 검출 → 조작
78. 25℃, 1atm에서 0.21mol%의 O2와 0.79mol%의 N2로 된 공기혼합물의 밀도는 약 몇 ㎏/m3인가?
- 0.118
- 1.18
- 0.134
- 1.34
초기 상태에서의 압력 P1 = 0.1㎫, 체적 V1 = 3m^3 이므로,
P1V1^γ = P2V2^γ
여기서 P2는 압축 후의 압력, V2는 압축 후의 체적입니다.
체적이 1/3으로 줄었으므로 V2 = V1/3 = 1m^3 이고,
P2 = P1(V1/V2)^γ = 0.1(3/1)^1.4 = 1.695㎫
따라서, 압축 후의 상태에서의 엔탈피 변화량 ΔH는 다음과 같이 구할 수 있습니다.
ΔH = C_pΔT = C_p(T2 - T1)
여기서 C_p는 공기의 비열, T1은 초기 온도인 273.15K, T2는 압축 후의 온도입니다.
압축 과정에서는 엔탈피가 보존되므로,
H1 = H2
C_pT1 = C_pT2
T2 = T1(V1/V2)^(γ-1) = 273.15(3/1)^(1.4-1) = 1003.8K
따라서,
ΔH = C_p(T2 - T1) = 0.287(1003.8 - 273.15) ≈ 580kJ
따라서, 정답은 "580"입니다.