공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

공조냉동기계산업기사 2019-04-27 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 다음 중 직접 난방방식이 아닌 것은?

  1. 증기난방
  2. 온수난방
  3. 복사난방
  4. 온풍난방
(정답률: 69%)
  • 난방 방식 중 온풍난방은 가열 장치에서 공기를 데워 덕트를 통해 공급하는 간접난방 방식에 해당합니다.
  • 직접난방:난방공간에 방열기또는 복사패널등 복사기기설치
    열매체(증기,온수)를 공급하여 실내 난방방식
    증기,온수,복사난방등이 있다.

    간접난방: 방열기를 두지않고 열원장치로 가열된 공기를
    덕트를 통해 실로 보내는 난방방식
    간접난방 종류로는 온풍난방,공기조화등이 있다.
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2. 건축물의 출입문으로부터 극간풍의 영향을 방지하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 회전문을 설치한다.
  2. 이중문을 충분한 간격으로 설치한다.
  3. 출입문에 블라인드를 설치한다.
  4. 에어커튼을 설치한다.
(정답률: 89%)
  • 극간풍(틈새바람)은 외부 공기가 실내로 유입되는 것을 막는 것이 핵심입니다. 회전문을 설치하거나, 충분한 간격을 둔 이중문 설치, 에어커튼 설치 등은 효과적인 방지책이지만, 출입문에 블라인드를 설치하는 것은 공기의 유입을 막는 물리적 차단 효과가 없어 극간풍 방지 방법으로 부적절합니다.
  • 블라인드는 햇빛을 차단하여 일사열량을 막아준다
    일사열량을차단시켜 줄뿐이지 틈새 바람과는 연관이 없다.
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3. 유리를 투과한 일사에 의한 취득열량과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유리창 면적
  2. 일사량
  3. 환기횟수
  4. 차폐계수
(정답률: 77%)
  • 유리를 투과한 일사 취득열량은 일사량, 차폐계수, 유리창 면적에 의해 결정됩니다. 환기횟수는 실내 공기 교체와 관련된 요소로, 유리 투과 일사량 계산과는 무관합니다.
  • QGT=Igr×Fgr×△T

    Qgr...유리를 투과한 일사취득열량
    Igr....표준일사열량
    Igr.....유리창의 면적
    △T.....실내외 온도차
    거리가 먼것은 환기회수입니다.






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4. 공조방식 중 송풍온도를 일정하게 유지하고 부하변동에 따라서 송풍량을 변화시킴으로써 실온을 제어하는 방식은?

  1. 멀티 존 유닛방식
  2. 이중덕트방식
  3. 가변풍량방식
  4. 패키지 유닛방식
(정답률: 77%)
  • 가변풍량방식은 송풍 온도를 일정하게 고정한 상태에서, 실내 부하 변동에 따라 송풍량만을 조절하여 실내 온도를 제어하는 방식입니다.
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5. 다음 중 냉방부하 계산 시 상당외기온도차를 이용하는 경우는?

  1. 유리창의 취득열량
  2. 내벽의 취득열량
  3. 침입외기 취득열량
  4. 외벽의 취득열량
(정답률: 72%)
  • 상당외기온도차는 태양 복사열(일사)의 영향을 직접적으로 받는 외벽 및 지붕의 냉방부하를 계산할 때 적용하는 개념입니다.
  • 상당외기 온도차
    일사의 영향을 받는외벽및 지붕의 냉방부하를 계산할때 사용된다.
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6. 송풍기 회전수를 높일 때 일어나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 정압 감소
  2. 동압 증가
  3. 소음 증가
  4. 송풍기 동력 증가
(정답률: 84%)
  • 송풍기의 회전수가 증가하면 풍량은 회전수에 비례하고, 정압은 회전수의 제곱에 비례하며, 축동력은 회전수의 3승에 비례하여 모두 증가합니다. 따라서 정압이 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.
  • 송풍기회전수를 증가시킬경우
    1.풍량은 회전수에 비례한다.
    2.정압은 회전수 제곱에 비례한다
    3.축동력은 회전수 3승에 비례한다.
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7. 냉방부하의 종류 중 현열만 존재하는 것은?

  1. 외기의 도입으로 인한 취득열
  2. 유리를 통과하는 전도열
  3. 문틈에서의 틈새바람
  4. 인체에서의 발생열
(정답률: 79%)
  • 온도 차이에 의해 발생하는 전도열은 습도 변화 없이 온도만 변화시키는 현열 부하에 해당합니다. 유리를 통과하는 전도열, 외기에 면한 벽체나 지붕을 통과하는 전도열, 간벽·바닥·천장을 통과하는 전도열이 모두 이에 속합니다.
  • 냉방부하의 종류
    1.외기부하: 현열,잠열
    2.유리의 전도열: 현열
    3.틈새바람: 현열,잠열
    4.인체에 발생하는 열: 햔열,잠열

    현열은 수분이 존재하지 않음(온도만 변화)
    잠열은 수분이 존재함..(상태변화: 융해,기화,응축)
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8. 주로 소형 공조기에 사용되며, 증기 또는 전기 가열기로 가열한 온수 수면에서 발생하는 증기로 가습하는 방식은?

  1. 초음파형
  2. 원심형
  3. 노즐형
  4. 가습팬형
(정답률: 83%)
  • 가습팬형은 가습팬 내부의 물을 증기 또는 전기 가열기로 가열하여, 온수 수면에서 발생하는 증기로 가습하는 방식으로 주로 소형 공조기에 사용됩니다.
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9. 31℃의 외기와 25℃의 환기를 1 : 2의 비율로 혼합하고 바이패스 팩터가 0.16인 코일로 냉각 제습할 때 코일 출구온도(℃)는? (단, 코일의 표면온도는 14℃ 이다.)

  1. 14
  2. 16
  3. 27
  4. 29
(정답률: 66%)
  • 먼저 외기와 환기가 혼합된 공기의 온도를 구한 뒤, 바이패스 팩터를 이용하여 코일을 통과한 후의 최종 출구 온도를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$T_{mix} = \frac{m_1 T_1 + m_2 T_2}{m_1 + m_2}$$
    $$T_{out} = T_{mix} - (1 - BF) \times (T_{mix} - T_{surface})$$
    ② [숫자 대입]
    $$T_{mix} = \frac{1 \times 31 + 2 \times 25}{1 + 2} = 27$$
    $$T_{out} = 27 - (1 - 0.16) \times (27 - 14)$$
    ③ [최종 결과]
    $$T_{out} = 16.08 \approx 16$$
  • 1.혼합공기 온도 계산
    t3=G1t1+G2t2/G1+G2=((1×31)+(2×25))/1+2=27℃

    2.냉각코일 출구온도의 경우 바이패스 팩터를 이용한다(BF:0.16)
    0.16(BF)=tx-14/27-14
    0.16×(27-14)=tx-14
    =((0.16×(27-14))+14
    tx=16.08℃
  • 1단계: 혼합공기 온도 계산

    혼합비율로 가중 평균을 계산합니다.

    T_mix = (1×31 + 2×25) / (1+2)
    = (31 + 50) / 3
    = 81 / 3 = 27℃


    ---

    2단계: 코일 출구온도 계산

    바이패스 팩터(BPF)를 사용하여 다음 공식으로 계산:

    T_out = BPF × T_mix + (1 - BPF) × T_surface
    T_out = 0.16 × 27 + 0.84 × 14
    = 4.32 + 11.76
    = 16.08℃
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10. 습공기 5000 m3/h를 바이패스 팩터 0.2인 냉각코일에 의해 냉각시킬 때 냉각코일의 냉각열량(kW)은? (단, 코일 입구공기의 엔탈피는 64.5 kJ/kg, 밀도는 1.2 kg/m3, 냉각코일 표면온도는 10℃이며, 10℃의 포화습공기 엔탈피는 30 kJ/kg 이다.)

  1. 38
  2. 46
  3. 138
  4. 165
(정답률: 45%)
  • 냉각코일의 냉각열량은 공기의 질량유량과 엔탈피 차, 그리고 바이패스 팩터를 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{V \times \rho \times (h_1 - h_s) \times (1 - BF)}{3600}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{5000 \times 1.2 \times (64.5 - 30) \times (1 - 0.2)}{3600}$
    ③ [최종 결과] $Q = 46$
    따라서 냉각열량은 $46\text{kW}$입니다.
  • Q = G∆h
    0.2 = x - 30 / 64.5 - 30
    x = 36.9

    5000 x 1.2 x (64.5 - 36.9) = 165600
    165600 / 3600 = 46
  • 1. 질량 유량 구하기

    질량 유량 = 체적 유량 × 밀도
    = 5000 m³/h × 1.2 kg/m³
    = 6000 kg/h
    = 6000 ÷ 3600 = 1.6667 kg/s


    ---

    2. 출구 엔탈피 구하기

    공식:

    출구 엔탈피 = BPF × 입구 엔탈피 + (1 - BPF) × 코일 표면 엔탈피

    계산:

    출구 엔탈피 = 0.2 × 64.5 + 0.8 × 30
    = 12.9 + 24 = 36.9 kJ/kg


    ---

    3. 냉각열량 계산

    공식:

    Q = m × (h1 - h2)
    Q = 1.6667 × (64.5 - 36.9)
    = 1.6667 × 27.6
    ≈ 46.0 kW
  • 1.코일 출구공기의 엔탈피
    BF=h2-hs/h1-hs
    0.2=h2-30/64.5-30
    ->h2=((0.2×64.5-30))+30
    =36.9 kj/kg

    2.냉각코일의 열량
    Q=G×△h
    =500×1.2×(64.3-36.9)/3600
    =46kw {1kw=1kj}
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11. 냉방부하에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 조명에서 발생하는 열량은 잠열로서 외기부하에 해당된다.
  2. 상당외기온도차는 방위, 시작 및 벽체 재료 등에 따라 값이 정해진다.
  3. 유리창을 통해 들어오는 부하는 태양복사열만 계산한다.
  4. 극간풍에 의한 부하는 실내외 온도차에 의한 현열만을 계산한다.
(정답률: 72%)
  • 상당외기온도차는 벽체의 방위, 색상, 재료 등에 따라 태양 복사열의 영향이 달라지므로 이를 반영하여 결정되는 값입니다.

    오답 노트
    조명 열량: 현열이며 실내부하에 해당함
    유리창 부하: 복사열뿐만 아니라 실내외 온도차에 의한 전도열량도 계산함
    극간풍 부하: 현열뿐만 아니라 습도차에 의한 잠열도 함께 계산함
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12. 저속덕트와 고속덕트의 분류기준이 되는 풍속은?

  1. 10 m/s
  2. 15 m/s
  3. 20 m/s
  4. 30 m/s
(정답률: 88%)
  • 덕트의 분류 기준은 풍속 $15\text{m/s}$를 기점으로 하며, $15\text{m/s}$이하(정압 $50\text{mmAq}$ 미만)는 저속덕트, $15\text{m/s}$이상(정압 $50\text{mmAq}$이상)은 고속덕트로 분류합니다.
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13. 20℃ 습공기의 대기압이 100 kPa 이고, 수증기의 분압이 1.5 kPa 이라면 주어진 습공기의 절대습도(kg/kg′)는?

  1. 0.0095
  2. 0.0112
  3. 0.0129
  4. 0.0133
(정답률: 50%)
  • 공기의 전압과 수증기 분압을 이용하여 절대습도를 구하는 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $x = 0.622 \times \frac{P_w}{P - P_w}$ 절대습도
    ② [숫자 대입] $x = 0.622 \times \frac{1.5}{100 - 1.5}$
    ③ [최종 결과] $x = 0.0095$ kg/kg'
  • 0.622 x 1.5 / 100 - 1.5 = 0.0095
  • 절대습도(ω) = 0.622 × (수증기 분압 / (대기압 - 수증기 분압))
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14. 다음 송풍기 풍량제어법 중 축동력이 가장 많이 소요되는 것은? (단, 모든 조건은 동일하다.)

  1. 회전수제어
  2. 흡입베인제어
  3. 흡입댐퍼제어
  4. 토출댐퍼제어
(정답률: 60%)
  • 송풍기의 풍량제어 방식 중 토출댐퍼제어는 제어 시 압력 손실이 가장 커서 축동력이 가장 많이 소요되는 방식입니다.

    오답 노트
    회전수제어: 축동력이 가장 적게 소요됨
  • 송풍기 소용동력이 큰 순서
    토출댐퍼제어>흡입댐퍼제어>흡입베인제어>회전수제어
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15. 에어와셔(공기세정기) 속의 플러딩 노즐(flooding nozzle)의 역할은?

  1. 균일한 공기흐름 유지
  2. 분무수의 분무
  3. 엘리미네이터 청소
  4. 물방울의 기류에 혼입 방지
(정답률: 78%)
  • 플러딩 노즐은 엘리미네이터에 부착된 진애(먼지)를 물로 씻어내어 떨어뜨리는 엘리미네이터 청소 역할을 수행하며, 이때 낙하하는 물은 하부 수조에서 수집되어 배수됩니다.
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16. 덕트 계통의 열손실(취득)과 직접적인 관계로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 덕트 주위온도
  2. 덕트 가공정도
  3. 덕트 주위 소음
  4. 덕트 속 공기압력
(정답률: 88%)
  • 덕트의 열손실 및 취득은 덕트 내부 공기와 외부 환경 사이의 온도 차이, 덕트의 재질 및 가공 상태(단열 등), 내부 공기의 압력과 유속 등에 의해 결정됩니다. 하지만 덕트 주위의 소음은 공기의 열전달이나 에너지 손실에 영향을 주는 물리적 요인이 아닙니다.
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17. 지역난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연료비는 절감되나 열효율이 낮고 인건비가 증가한다.
  2. 개별건물의 보일러실 및 굴뚝이 불필요하므로 건물이용의 효용이 높다.
  3. 설비의 합리화로 대기오염이 적다.
  4. 대규모 열원기기를 이용하므로 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 지역난방은 대규모 열병합발전설비를 통해 전기와 열을 동시에 생산하므로 개별 난방보다 에너지 이용 효율이 매우 높고 경제적입니다. 따라서 연료비가 절감될 뿐만 아니라 열효율이 높다는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    열효율이 낮고 인건비가 증가한다: 대규모 설비의 효율적 운영으로 열효율은 오히려 높아집니다.
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18. 대향류의 냉수코일 설계 시 일반적인 조건으로 틀린 것은?

  1. 냉수 입출구 온도차는 일반적으로 5 ~ 10℃로 한다.
  2. 관내 물의 속도는 5 ~ 15 m/s로 한다.
  3. 냉수 온도는 5 ~ 15℃로 한다.
  4. 코일 통과 풍속은 2 ~ 3 m/s로 한다.
(정답률: 80%)
  • 대향류 냉수코일 설계 시, 관내 물의 속도는 일반적으로 $1\text{m/s}$ 전후로 유지하여 적절한 열전달과 압력 손실을 조절합니다. 관내 물의 속도를 $5 \sim 15\text{m/s}$로 설정하는 것은 지나치게 빨라 비현실적입니다.
  • 관내 물속도는 1m/s로 한다
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19. 공기조화 시스템에서 난방을 할 때 보일러에 있는 온수를 목적지인 사용처로 보냈다가 다시 사용하기 위해 되돌아오는 관을 무엇이라고 하는가?

  1. 온수공급관
  2. 온수환수관
  3. 냉수공급관
  4. 냉수환수간
(정답률: 90%)
  • 보일러에서 가열된 온수가 공급관을 통해 사용처로 전달되어 열을 방출한 후, 다시 보일러로 되돌아와 재가열되기 위해 흐르는 관을 온수환수관이라고 합니다.
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20. 흡착식 감습장치의 흡착제로 적당하지 않은 것은?

  1. 실리카겔
  2. 염화리튬
  3. 활성 알루미나
  4. 합성 제올라이트
(정답률: 73%)
  • 감습 방식은 흡착제(고체)를 사용하는 흡착식과 흡수제(액체)를 사용하는 흡수식으로 나뉩니다. 염화리튬은 액체 상태의 흡수제로 사용되므로 흡착식에 적당하지 않습니다.

    오답 노트
    실리카겔, 활성 알루미나, 합성 제올라이트: 고체 흡착제
  • 흡착식 감습:
    실리카겔, 활성 알루미나,에드솔, 합성젤로라이트등의 고체
    흡착제를 사용한 감습방법
    흡수식감습
    염화리튬,트리에틸렌 글리콜등의 액체 흡수제를 사용하므로 가열원
    이 있어야 ㅡ다
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2과목: 냉동공학

21. 흡입 관 내를 흐르는 냉매증기의 압력강하가 커지는 경우는?

  1. 관이 굵고 흡입관 길이가 짧은 경우
  2. 냉매증기의 비체적이 큰 경우
  3. 냉매의 유량이 적은 경우
  4. 냉매의 유속이 빠른 경우
(정답률: 73%)
  • 관내 압력강하는 유체의 흐름 저항이 클수록 증가합니다. 냉매의 유량이 많거나 유속이 빠를수록, 또는 관의 지름이 작고 길이가 길수록 압력강하가 커집니다.
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22. 다음 중 냉동장치의 압축기와 관계가 없는 효율은?

  1. 소음효율
  2. 압축효율
  3. 기계효율
  4. 체적효율
(정답률: 86%)
  • 냉동장치 압축기의 효율은 동력 및 체적과 관련된 지표들로 구성됩니다.

    오답 노트
    압축효율: 이론적 소요동력과 관계
    기계효율: 실제 소요동력과 관계
    체적효율: 피스톤 압출량과 관계
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23. 냉동사이클 중 P-h 선도(압력-엔탈피 선도)로 구할 수 없는 것은?

  1. 냉동능력
  2. 성적계수
  3. 냉매순환량
  4. 마찰계수
(정답률: 83%)
  • P-h 선도(모리엘 선도)는 냉동 사이클의 상태 변화를 나타내어 냉동능력, 성적계수, 냉매순환량 등을 분석하는 데 사용됩니다. 마찰계수는 유체 역학적 특성으로 P-h 선도를 통해 구할 수 없는 값입니다.
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24. 이상기체의 압력이 0.5 MPa, 온도가 150℃, 비체적이 0.4 m3/kg 일 때, 가스상수(J/kg·K)는 얼마인가?

  1. 11.3
  2. 47.28
  3. 113
  4. 472.8
(정답률: 42%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 가스상수를 구할 수 있습니다. 이때 주어진 값은 비체적이므로 질량 항이 소거된 형태의 식을 사용하며, 온도는 반드시 절대온도 $K$로 변환해야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{P v}{T}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{0.5 \times 10^{6} \times 0.4}{150 + 273}$
    ③ [최종 결과] $R = 472.8$
  • R = Pv / T
    = (500,000 Pa × 0.4 m³/kg) / 423.15 K
    = 200,000 / 423.15
    ≈ 472.8 J/kg·K
  • 이상기체 방정식
    PV=RT......>R=PV/T
    =0.5× 10^6× 0.4/150+273
    =472.81 J kg K

    Pa=N/m^2 J =N.m
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25. 가용전에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저압차단 스위치를 의미한다.
  2. 압축기 토출 측에 설치한다.
  3. 수냉응축기 냉각수 출구측에 설치한다.
  4. 응축기 또는 고압수액기의 액배관에 설치한다.
(정답률: 68%)
  • 가용전은 응축기나 고압수액기의 액배관 상부에 설치하는 안전장치로, 화재 발생 시 내부의 용융합금이 녹아 냉매를 방출함으로써 폭발 사고를 방지합니다.
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26. 냉매가 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 증발 잠열이 클 것
  2. 응고점이 낮을 것
  3. 전기 저항이 클 것
  4. 증기의 비열비가 클 것
(정답률: 61%)
  • 냉매의 비열비가 너무 크면 압축 과정에서 토출가스의 온도가 과도하게 상승하여 기기에 무리를 줄 수 있으므로, 비열비는 적절히 작아야 합니다.
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27. 몰리에르 선도에서 건도(x)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 몰리에르 선도의 포화액선상 건도는 1 이다.
  2. 액체 70%, 증기 30%인 냉매의 건도는 0.7 이다.
  3. 건도는 습포화증기 구역 내에서만 존재한다.
  4. 건도는 과열증기 중 증기에 대한 포화액체의 양을 말한다.
(정답률: 70%)
  • 건도는 습포화증기 상태에서 전체 질량 중 기체(증기)가 차지하는 질량 비율을 의미하므로, 오직 습포화증기 구역 내에서만 정의됩니다.

    오답 노트
    포화액선상 건도는 0: 포화액체 상태이므로 증기가 없음
    액체 70%, 증기 30%인 냉매의 건도는 0.3: 증기 비율이 건도임
    건도는 습포화증기 중 증기에 대한 포화액체의 양: 액체가 아닌 증기의 비율을 말함
  • * ① 몰리에르 선도에서 포화액선상 건도는 1이다. → 틀렸습니다. 포화액선은 건도가 0인 상태를 나타냅니다. 포화증기선에서 건도가 1입니다.
    * ② 액체 70%, 증기 30%인 습증기의 건도는 0.7이다. → 틀렸습니다. 건도는 증기의 질량비이므로, 증기 30%는 건도 0.3에 해당합니다.
    * ③ 건도는 습포화증기 구역 내에서만 존재한다. → 맞습니다. 건도는 액체와 증기가 공존하는 습증기 상태를 정의하는 값이므로, 습포화증기 구역 내에서만 의미를 가집니다. 과냉각 액체나 과열증기 상태에서는 건도를 정의하지 않습니다.
    * ④ 건도는 과열증기 중 증기에 대한 포화액의 양을 말한다. → 틀렸습니다. 건도는 습증기에 대한 정의이며, 과열증기 상태와는 관련이 없습니다. 또한, 증기에 대한 포화액의 양을 나타내는 것도 아닙니다.
    따라서 정답은 **③ 건도는 습포화증기 구역 내에서만 존재한다.**입니다.
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28. 몰리에르 선도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 과열구역에서 등엔탈피선으로 등온선과 거의 직교한다.
  2. 습증기 구역에서 등온선과 등압선은 평행하다.
  3. 포화 액체와 포화 증기의 상태가 동일한 점을 임계점이라고 한다.
  4. 등비체적선은 과열 증기구역에서도 존재한다.
(정답률: 68%)
  • 몰리에르 선도에서 등엔탈피선이 등온선과 직교하는 구간은 과열구역이 아니라 습증기 구역입니다. 과열증기 구역에서 등엔탈피선은 수직으로 내려오고 등온선은 우측 하향으로 내려오는 특성을 가집니다.
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29. 팽창밸브 직후 냉매의 건도가 0.2이다. 이 냉매의 증발열이 1884 kJ/kg 이라 할 때, 냉동효과(kJ/kg)는 얼마인가?

  1. 376.8
  2. 1324.6
  3. 1507.2
  4. 1804.3
(정답률: 51%)
  • 냉동효과는 냉매가 증발기에서 흡수하는 열량으로, 건도를 고려한 실제 증발량에 증발잠열을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q = (1 - x) \times r$ (냉동효과 = (1 - 건도) × 증발잠열)
    ② [숫자 대입] $q = (1 - 0.2) \times 1884$
    ③ [최종 결과] $q = 1507.2$
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30. 평판을 통해서 표면으로 확산에 의해서 전달되는 열유속(heat flux)이 0.4 kW/m2 이다. 이 표면과 20℃ 공기흐름가의 대류전열계수가 0.01 kW/m2·℃ 인 경우 평판의 표면온도(℃)는?

  1. 45
  2. 50
  3. 55
  4. 60
(정답률: 43%)
  • 뉴턴의 냉각 법칙에 따라 열유속은 대류전열계수와 온도 차의 곱으로 결정됩니다. 이를 통해 표면온도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T_{s} = \frac{q}{h} + T_{\infty}$
    ② [숫자 대입] $T_{s} = \frac{0.4}{0.01} + 20$
    ③ [최종 결과] $T_{s} = 60$
  • Q = K F ΔT
    T1 = (Q / KF) + T2
    (0.4 / 0.01 x 1) + 20 = 60
  • 열유속(heat flux) q = 0.4 kW/m²

    대류열전달계수 h = 0.01 kW/m²·°C

    유체 온도 Tₐ = 20°C


    공식:
    q = h × (T표면 - T공기)

    대입해서 정리:
    0.4 = 0.01 × (T표면 - 20)
    → (T표면 - 20) = 0.4 / 0.01 = 40
    → T표면 = 60°C
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31. 이상적인 냉동사이클과 비교한 실제 냉동사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉매가 관내를 흐를 때 마찰에 의한 압력손실이 발생한다.
  2. 외부와 다소의 열 출입이 있다.
  3. 냉매가 압축기의 밸브를 지날 때 약간의 교축작용이 이루어진다.
  4. 압축기 입구에서의 냉매상태 값은 증발기 출구와 동일하다.
(정답률: 67%)
  • 실제 냉동사이클에서는 냉매가 흡입관을 흐를 때 발생하는 압력 손실과 외부로부터의 열 취득으로 인해 엔탈피가 증가하므로, 압축기 입구의 냉매 상태 값은 증발기 출구의 값과 다르게 나타납니다.
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32. 흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용랑제어의 범위가 넓어 폭 넓은 용량제어가 가능하다.
  2. 터보 냉동기에 비하여 소음과 진동이 크다.
  3. 부분 부하에 대하 대응성이 좋다.
  4. 회전부가 적어 기계적인 마모가 적고 보수관리가 용이하다.
(정답률: 82%)
  • 흡수식 냉동기는 기계적 압축기 대신 열에너지를 이용하는 버너나 가열 장치를 사용하므로, 터보 냉동기와 같은 증기 압축식 냉동기에 비해 소음과 진동이 매우 작다는 것이 특징입니다.
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33. 액분리기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 장치를 순환하고 남는 여분의 냉매를 저장하기 위해 설치하는 용기를 말한다.
  2. 액분리기는 흡입관 중의 가스와 액의 혼합물로부터 액을 분리하는 역할을 한다.
  3. 액분리기는 암모니아 냉동장치에는 사용하지 않는다.
  4. 팽창밸브와 증발기 사이에 설치하여 냉각효율을 상승시킨다.
(정답률: 83%)
  • 액분리기는 압축기와 증발기 사이에 설치되어, 흡입 가스에 섞여 들어오는 액냉매를 분리함으로써 압축기로 가스만 들어가게 하여 액압축 현상을 방지하는 장치입니다.
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34. 암모니아의 증발잠열은 –15℃에서 1310.4 kJ/kg이지만, 실제로 냉동능력은 1126.2 kJ/kg 으로 작아진다. 차이가 생기는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 체적효율 때문이다.
  2. 전열면의 효율 때문이다.
  3. 실제 값과 이론 값의 차이 때문이다.
  4. 교축팽창시 발생하는 플래시 가스 때문이다.
(정답률: 74%)
  • 냉매가 팽창밸브를 통해 교축팽창할 때, 압력 강하로 인해 액체 냉매의 일부가 증발하며 가스 상태가 되는 플래시 가스가 발생합니다. 이 가스는 증발기에서 냉각 능력을 발휘하지 못하므로, 실제 냉동능력은 이론적인 증발잠열보다 작아지게 됩니다.
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35. 냉동장치의 운전 중 저압이 낮아질 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 흡입가스 과열 및 압축비 증대
  2. 증발온도 저하 및 냉동능력 증대
  3. 흡입가스의 비체적 증가
  4. 성적계수 저하 및 냉매순환량 감소
(정답률: 76%)
  • 냉동장치의 저압이 낮아지면 증발온도가 저하되며, 이로 인해 냉동효과가 감소하여 결과적으로 냉동능력이 감소하게 됩니다.
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36. 냉동장치 내에 불응축 가스가 혼입되었을 때 냉동장치의 운전에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열교환 작용을 방해하므로 응축압력이 낮게 된다.
  2. 냉동능력이 감소한다.
  3. 소비전력이 증가한다.
  4. 실린더가 과열되고 윤활유가 열화 및 탄화된다.
(정답률: 69%)
  • 불응축 가스가 혼입되면 응축기 내에서 열교환을 방해하여 응축압력이 상승하게 됩니다.

    오답 노트
    냉동능력 감소: 열전달 저하로 인해 발생
    소비전력 증가: 응축압력 상승으로 인한 압축비 증대 때문
    실린더 과열: 토출가스 온도 상승으로 인해 윤활유가 열화 및 탄화됨
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37. 냉동장치에서 플래시 가스가 발생하지 않도록 하기 위한 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 액관의 직경이 충분한 크기를 갖고 있도록 한다.
  2. 증발기의 위치를 응축기와 비교해서 너무 높게 설치하지 않는다.
  3. 여과기나 필터의 점검 청소를 실시한다.
  4. 액관 냉매액의 과냉도를 줄인다.
(정답률: 74%)
  • 냉매액의 과냉도를 높여 온도를 더 낮추면 기체가 추가로 액화되어 플래시 가스 발생량이 줄어듭니다. 따라서 과냉도를 줄이는 것은 방지대책으로 틀린 방법입니다.
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38. 다음 중 고압가스 안전관리법에 적용되지 않는 것은?

  1. 스크류 냉동기
  2. 고속다기통 냉동기
  3. 회전용적형 냉동기
  4. 열전모듈 냉각기
(정답률: 74%)
  • 열전모듈 냉각기는 열전 효과를 이용하는 방식으로, 고압가스를 사용하지 않으므로 고압가스 안전관리법의 적용 대상이 아닙니다.
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39. -20℃의 암모니아 포화액의 엔탈피가 314 kJ/kg 이며, 동일 온도에서 건조포화증기의 엔탈피가 1687 kJ/kg 이다. 이 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 유입될 때의 냉매의 엔탈피가 670 kJ/kg 이었다면 중량비로 약 몇 %가 액체 상태인가?

  1. 16
  2. 26
  3. 74
  4. 84
(정답률: 50%)
  • 냉매의 건도(증기 비율)를 먼저 구한 뒤, 전체 100%에서 건도를 빼어 액체 상태의 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{액체 비율} = (1 - \frac{h - h_f}{h_g - h_f}) \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{액체 비율} = (1 - \frac{670 - 314}{1687 - 314}) \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{액체 비율} = 74$$
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40. 증발식 응축기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증발식 응축기의 냉각수는 보충할 필요가 없다.
  2. 증발식 응축기는 물의 현열을 이용하여 냉각하는 것이다.
  3. 내부에 냉매가 통하는 나관이 있고, 그 위에 노즐을 이용하여 물을 산포하는 형식이다.
  4. 압력강하가 작으므로 고압측 배관에 적당하다.
(정답률: 74%)
  • 증발식 응축기는 내부에 냉매가 흐르는 나관이 있고, 그 위에 노즐로 물을 뿌려 냉각시키는 구조입니다.

    오답 노트
    냉각수 보충 필요 없음: 증발, 비산, 드레인 수량만큼 보충이 필요합니다.
    물의 현열 이용: 물의 잠열을 이용하여 냉각합니다.
    압력강하가 작음: 옥외 설치로 배관이 길어져 압력강하가 커집니다.
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3과목: 배관일반

41. 물은 가열하면 팽창하여 급탕탱크 등 밀폐가열장치 내의 압력이 상승한다. 이 압력을 도피시킬 목적으로 설치하는 관은?

  1. 배기관
  2. 팽창관
  3. 오버플로관
  4. 압축 공기관
(정답률: 73%)
  • 팽창관은 밀폐가열장치 내에서 물이 가열되어 팽창할 때 발생하는 이상 압력을 흡수하고 도피시켜 안전밸브 역할을 하는 관입니다.
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42. 도시가스를 공급하는 배관의 종류가 아닌 것은?

  1. 공급관
  2. 본관
  3. 내관
  4. 주관
(정답률: 72%)
  • 도시가스 공급배관은 본관, 공급관, 내관으로 구분됩니다.

    오답 노트
    주관: 도시가스 공급배관의 공식 분류에 포함되지 않습니다.
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43. 가스배관에서 가스가 누설될 경우 중독 및 폭발사고를 미연에 방지하기 위하여 조금만 누설되어도 냄새로 충분히 감지할 수 있도록 설치하는 장치는?

  1. 부스터설비
  2. 정압기
  3. 부취설비
  4. 가스홀더
(정답률: 84%)
  • 무색, 무취한 가스는 누설 시 발견이 어렵기 때문에, 냄새가 나는 부취제를 주입하여 누설을 쉽게 감지할 수 있도록 하는 부취설비를 설치합니다.
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44. 배관용 패킹 재료를 선택할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 재료의 탄력성
  2. 진동의 유무
  3. 유체의 압력
  4. 재료의 부식성
(정답률: 67%)
  • 패킹은 유체의 누설을 방지하는 재료이므로, 단순한 탄력성보다는 밀도가 높고 내구성이 뛰어나며 유체의 압력, 부식성, 진동 유무 등을 고려하여 선택해야 합니다.
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45. 급수방식 중 고가탱크방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다른 방식에 비해 오염가능성이 적다.
  2. 저수량을 확보하여 일정 시간동안 급수가 가능하다.
  3. 사용자의 수도꼭지에서 항상 일정한 수압을 유지한다.
  4. 대규모 급수 설비에 적합하다.
(정답률: 67%)
  • 고가탱크 방식은 저수조에 물을 저장한 후 옥상 탱크로 양수하여 공급하므로, 저장 과정에서 급수 오염 가능성이 큽니다.
  • 고가탱크 방식은 건물 옥상 등에 물탱크(고가수조)를 설치해 중력에 의해 물을 공급하는 방식입니다. 이 방식의 특징은 다음과 같습니다:

    장점:

    정전 시에도 일정 시간 급수가 가능 (저수량 확보)

    다른 방식보다 오염 위험이 적음 (수도관 내 압력변동이 적고 역류 우려가 적음)

    설치와 유지관리가 비교적 간단


    단점:

    탱크 높이에 따라 수압이 달라짐 → 항상 일정한 수압을 유지하지 못함

    수압이 약한 상층부는 급수가 불안정할 수 있음

    위생 관리를 소홀히 하면 오히려 2차 오염 위험



    따라서 "항상 일정한 수압을 유지한다"는 설명은 틀렸습니다.
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46. 동관의 분류 중 가장 두꺼운 것은?

  1. K 형
  2. L 형
  3. M 형
  4. N 형
(정답률: 77%)
  • 동관의 두께는 K형 > L형 > M형 순으로 두꺼워집니다. K형은 가장 두꺼워 고압 배관이나 의료 배관에 주로 사용됩니다.
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47. 루프형 신축이음쇠의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설치공간을 많이 차지한다.
  2. 신축에 따른 자체 응력이 생긴다.
  3. 고온, 고압의 옥외 배관에 많이 사용된다.
  4. 장시간 사용 시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.
(정답률: 66%)
  • 루프형 신축이음쇠는 관을 루프 모양으로 구부려 휨을 통해 신축을 흡수하는 방식입니다. 별도의 패킹을 사용하는 구조가 아니므로 패킹의 마모로 인한 누수 문제는 발생하지 않습니다.
  • 루프형 신축이음쇠는 일반적으로 패킹을 사용하지 않는 구조입니다. 따라서 패킹 마모로 인한 누수 가능성은 낮습니다.
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48. 고압배관과 저압배간의 사이에 설치하여 고압측 압력을 필요한 압력으로 낮추어 저압측 압력을 일정하게 유지시키는 밸브는?

  1. 체크밸브
  2. 게이트밸브
  3. 안전밸브
  4. 감압밸브
(정답률: 81%)
  • 감압밸브는 1차측의 높은 압력을 조절나사와 디스크를 통해 낮추어, 2차측 출구 압력을 일정하고 낮은 상태로 유지시키는 역할을 합니다.
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49. 건물 1층의 바닥면을 기준으로 배관의 높이를 표시할 때 사용하는 기호는?

  1. EL
  2. GL
  3. FL
  4. UL
(정답률: 78%)
  • 건물 층의 바닥면을 기준으로 높이를 표시하는 기호는 FL (Floor Level)입니다.

    오답 노트
    GL: 지면 높이 기준
    EL: 관 중심 기준 높이
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50. 냉매액관 시공 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 긴 입상 액관의 경우 압력의 감소가 크므로 충분한 과냉각이 필요하다.
  2. 배관 도중에 다른 열원으로부터 열을 받지 않도록 한다.
  3. 액관 배관은 가능한 한 길게 한다.
  4. 액 냉매가 관 내에서 증발하는 것을 방지하도록 한다.
(정답률: 78%)
  • 냉매액관은 응축기에서 증발기까지 냉매를 이송하는 구간으로, 압력 손실을 최소화하고 효율을 높이기 위해 배관 길이는 가능한 한 짧게 시공하고 입상관 설치는 피하는 것이 원칙입니다.
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51. 다음 중 증기난방설비 시공 시 보온을 필요로 하는 배관은 어느 것인가?

  1. 관말 증기 트랩장치의 냉각관
  2. 방열기 주위배관
  3. 증기공급관
  4. 환수관
(정답률: 65%)
  • 증기난방설비의 모든 증기배관은 에너지 손실 방지와 워터해머 현상 방지, 그리고 고온 배관 노출로 인한 안전사고 예방을 위해 반드시 보온해야 합니다. 따라서 증기공급관은 필수 보온 대상입니다.

    오답 노트
    관말 증기 트랩장치의 냉각관: 보온 제외 대상
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52. 가스배관의 설치 방법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 최단거리로 할 것
  2. 구부러지거나 오르내림을 적게할 것
  3. 가능한 한 은폐하거나 매설할 것
  4. 가능한 한 옥외에 할 것
(정답률: 75%)
  • 가스배관은 안전과 유지보수를 위해 직선 및 최단거리로 설치하고, 구부림과 오르내림을 최소화하며, 가능한 한 옥외 노출배관으로 설치해야 합니다. 따라서 가능한 한 은폐하거나 매설한다는 설명은 틀린 방법입니다.
  • 가스배관은 안전이 최우선이기 때문에 가급적 노출 설치를 원칙으로 합니다. 그 이유는:

    누출 시 빠르게 감지하고 조치할 수 있도록 하기 위해서입니다.

    은폐하거나 매설하면 누출 시 발견이 늦어질 수 있어 화재나 폭발의 위험이 증가합니다.

    부득이하게 매설해야 하는 경우에는 보호관 설치 및 환기 확보 등 특별한 조치가 필요합니다.


    따라서 ③번은 실제 기준과 반대되는 설명이므로 틀린 보기가 맞습니다.
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53. 다음 중 엘보를 용접이음으로 나타낸 기호는?

(정답률: 81%)
  • 엘보의 연결 방식 중 용접이음을 나타내는 기호는 입니다.

    오답 노트
    턱걸이 이음:
    플랜지 이음:
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54. 2가지 종류의 물질을 혼합하면 단독으로 사용할 때보다 더 낮은 융해온도를 얻을 수 있는 혼합제를 무엇이라고 하는가?

  1. 부취제
  2. 기한제
  3. 브라인
  4. 에멀션
(정답률: 75%)
  • 기한제(한제)는 고체나 액체에 혼합되어 $0^{\circ}C$이하의 저온을 발생시켜 다른 물질을 냉각하는 혼합제로, 단독으로 사용할 때보다 더 낮은 융해온도를 얻을 수 있게 합니다.
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55. 배관의 호칭 중 스케쥴 번호는 무엇을 기준으로 하여 부여하는가?

  1. 관의 안지름
  2. 관의 바깥지름
  3. 관의 두께
  4. 관의 길이
(정답률: 72%)
  • 배관의 스케줄 번호(Schedule Number)는 관의 두께를 기준으로 부여하며, 이 번호가 커질수록 배관의 두께가 더 두꺼워집니다.
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56. 온수난방에서 역귀환방식을 채택하는 주된 이유는?

  1. 순환펌프를 설치하기 위해
  2. 배관의 길이를 축소하기 위해
  3. 열손실과 발생소음을 줄이기 위해
  4. 건물 내 각 실의 온도를 균일하게 하기 위해
(정답률: 79%)
  • 역귀환 방식은 각 층과 각 방열기에 이르는 배관의 순환율을 균일하게 유지하기 위해 채택합니다. 배관 길이는 길어지고 마찰 저항은 증가하지만, 결과적으로 건물 내 모든 실의 온도를 균일하게 조절할 수 있는 이점이 있습니다.
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57. 냉·온수 헤더에 설치하는 부속품이 아닌 것은?

  1. 압력계
  2. 드레인관
  3. 트랩장치
  4. 급수관
(정답률: 71%)
  • 트랩장치는 증기배관에서 응축수를 분리 배출하는 증기트랩이나 하수 가스의 역류를 방지하는 배수트랩 등이 있으며, 이는 냉·온수 헤더의 부속품이 아닙니다.

    오답 노트
    압력계, 드레인관, 급수관: 헤더의 상태 확인, 배수, 용수 공급을 위해 설치되는 부속품입니다.
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58. 냉각탑에서 냉각수는 수직 하향 방향이고 공기는 수평 방향인 형식은?

  1. 평행류형
  2. 직교류형
  3. 혼합형
  4. 대향류형
(정답률: 81%)
  • 직교류형 냉각탑은 고온의 냉각수가 수직 하향으로 흐르고 공기는 수평으로 유동하여, 냉각수와 공기가 서로 직각으로 교차하며 열교환이 이루어지는 방식입니다.
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59. 급수배관에서 수격작용 발생개소로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 관내 유속이 빠른 곳
  2. 구배가 완만한 곳
  3. 급격히 개폐되는 밸브
  4. 굴곡개소가 있는 곳
(정답률: 80%)
  • 수격작용은 유속이 빠를수록, 관경이 작을수록, 밸브를 급격히 개폐할 때, 그리고 굴곡 개소가 많을 때 발생하기 쉽습니다. 구배가 완만한 것은 수격작용의 직접적인 발생 원인과 거리가 멉니다.
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60. 다음 중 급수설비에 설치되어 물이 오염되기 쉬운 형태의 배관은?

  1. 상향식 배관
  2. 하향식 배관
  3. 조닝 배관
  4. 크로스커넥션 배관
(정답률: 79%)
  • 크로스커넥션 배관은 음용수 급수계통과 그 외의 계통이 직접 연결된 상태를 말하며, 이로 인해 오수가 역류하여 물이 오염될 위험이 매우 높습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 제어된 제어대상의 양 즉, 제어계의 출력을 무엇이라고 하는가?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 동작신호
  4. 제어량
(정답률: 59%)
  • 제어계에서 제어 대상의 상태를 나타내는 출력량을 제어량이라고 합니다.
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62. 플로우차트를 작성할대 다음 기호의 의미는?

  1. 단자
  2. 처리
  3. 입출력
  4. 결합자
(정답률: 70%)
  • 플로우차트에서 평행사변형 모양의 기호 는 데이터의 입출력을 의미합니다.
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63. 피드백제어계 중 물체의 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 하는 것은?

  1. 서보기구
  2. 프로세스제어
  3. 자동조정
  4. 프래그램제어
(정답률: 75%)
  • 서보기구는 물체의 위치, 방위, 자세와 같은 기계적 변위를 제어량으로 하여 정밀하게 제어하는 시스템을 말합니다.
  • 서보기구
    목표값의 임의의 변화에 항상 추종하도록 구성된 제어계로
    레이더 ,미사일 추적장치등이 있다.
    서보기구의 제어량
    -기계적인 변위(위치,방향,자세,거리,각도)
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64. 발전기의 유기기전력의 방향과 관계가 있는 법칙은?

  1. 플레밍의 왼손법칙
  2. 플레밍의 오른손법칙
  3. 패러데이의 법칙
  4. 암페어의 법칙
(정답률: 76%)
  • 발전기에서 유기기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙으로 결정합니다. (엄지: 운동 방향, 검지: 자계 방향, 중지: 전류 방향)

    오답 노트
    플레밍의 왼손 법칙은 전동기의 원리를 설명하는 법칙입니다.
  • 1.플레밍의 왼손법칙(전동기)
    전자기력의 방향을 결정하는 법칙으로 전동기의 회전방향을 구하는
    데 유용하게 사용된다.
    2. 플레밍의 오른손법칙(발전기)
    전자유도에 생기는 유도전류(유도 기전력)의 방향을 나타내는법칙으로 발전기의 전류방향으로 구하는데 유용하게 사용된다.
    3.페러데이 법칙
    전기분해에 의해서 석출된 물질의 양은 전해액속에 통과한 전기량에
    비례하고 전기량이 일정할때 석출된 물질의 양은 화학당량에 비례한다는 법칙
    4.암페어법칙
    전류와 자기장의 관계를 나타내는 법칙으로 전류에 의해 형성된
    자기장에서 단위자극이 움직일때 필요한 일의 양은 단위자극의 경로를 통과하는 전류의 총합에 비례한다는 법칙
    5.렌쯔의 법칙(유도 기전력의 방향)
    전자유도에 의해 생긴 기전력의 방향은 그 유도전류가 만드는 자속이
    원래 자속의 증가또는 감소를 방해하는 방향으로 생긴다.
    코일이 지나는 자속이 증가될때 자속을 감소시키는 방향으로'
    또 감소될때는 자속을 증가시키는 방향으로 유도기전력이 발생된다.
  • 플레밍의 오른손 법칙은 발전기와 같이 자기장 내에서 움직이는 도체에 유도되는 기전력의 방향을 결정하는 데 사용됩니다. 오른손의 엄지손가락은 도체의 운동 방향, 집게손가락은 자기장의 방향, 그리고 가운데 손가락은 유도되는 기전력(전류)의 방향을 나타냅니다.
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65. 시퀀스제어에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 조합논리회로로 사용된다.
  2. 미리 정해진 순서에 의해 제어된다.
  3. 입력과 출력을 비교하는 장치가 필수적이다.
  4. 일정한 논리에 의해 제어된다.
(정답률: 76%)
  • 시퀀스제어는 미리 정해진 순서와 일정한 논리에 따라 단계적으로 제어하는 조합논리회로 방식입니다.

    오답 노트
    입력과 출력을 비교하는 장치가 필수적인 제어는 피드백 제어(폐루프 제어)에 해당합니다.
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66. 100 mH의 자기 인덕턴스를 가진 코일에 10A 의 전류가 통과할 때 축적되는 에너지는 몇 J 인가?

  1. 1
  2. 5
  3. 50
  4. 1000
(정답률: 43%)
  • 인덕터(코일)에 전류가 흐를 때 축적되는 자기 에너지를 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식]
    $W = \frac{1}{2} L I^{2}$에너지 J
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{1}{2} \times 100 \times 10^{-3} \times 10^{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 5$$
  • 인덕턴스저장에너지 (E)
    E=1/2LI^2
    =1/2 ×100×10^-3×10^2=5J

    1mH=0.001H=10^-3H
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67. 평형 3상 Y결선에서 상전압 Vp와 선간전압 Vl과의 관계는?

  1. Vl = Vp
  2. Vl = √3 Vp
  4. Vl = 3Vp
(정답률: 66%)
  • 평형 3상 Y결선에서는 선간전압이 상전압보다 $\sqrt{3}$배 크고 위상이 $30^{\circ}$ 앞섭니다.
    $$V_{l} = \sqrt{3} V_{p}$$
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68. 전원 전압을 일정 전압 이내로 유지하기 위해서 사용되는 소자는?

  1. 정전류 다이오드
  2. 브리지 다이오드
  3. 제너 다이오드
  4. 터널 다이오드
(정답률: 67%)
  • 제너 다이오드는 역방향 항복 전압을 이용하여 전압을 일정하게 유지하는 특성이 있어 정전압 다이오드라고도 불립니다.
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69. 목표값이 미리 정해진 변화를 할 때의 제어로서, 열처리 노의 온도제어, 무인 운전 열차 등이 속하는 제어는?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 비율제어
  4. 정치제어
(정답률: 76%)
  • 목표값이 시간에 따라 미리 정해진 프로그램에 의해 변화하며 제어되는 방식을 프로그램제어라고 합니다. 열처리 노의 온도제어나 무인 운전 열차의 운행 제어가 대표적인 사례입니다.
  • 열처리 노의 온도제어는 온도를 미리 정해진 프로그램 값에 따라 제어하므로 프로그램 제어가 된다,

    1.추종제어
    목표값이 임의의 시간적변화를 하는 경우 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어이다,

    2.프로그램제어
    목표값이 시간적으로 미리 정해진대로 변화하고 제어량을 추정시키는 제어로서 열처리 노의 온도제어,무인열차 운전 등에 사용된다

    3.비율제어
    목표값이 다른 양과 일정한 비울관계를 갖는 상태량을 제어하는 것으로 보일러 자동 연소장치에 사용된다.

    4.정치제어
    목표값이 시간에 따라 변하지 않고 일정한 상태량을 제어하는 방식
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70. 그림과 같이 블록선도를 접속하였을 때, ⓐ에 해당하는 것은?

  1. G(s) + H(s)
  2. G(s) - H(s)
(정답률: 75%)
  • 피드백 제어 시스템의 폐루프 전달함수를 구하는 문제입니다.
    전향 경로 전달함수가 $G(s)$이고 피드백 경로 전달함수가 $H(s)$인 부귀환(Negative Feedback) 시스템의 전체 전달함수는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}$
    따라서 ⓐ에 해당하는 식은 입니다.
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71. 3상 유도전동기의 회전방향을 바꾸기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. △-Y 결선으로 변경한다.
  2. 회전자를 수동으로 역회전시켜 기동한다.
  3. 3선을 차례대로 바꾸어 연결한다.
  4. 3상 전원 중 2선의 접속을 바꾼다.
(정답률: 82%)
  • 3상 유도전동기의 회전 방향은 상회전 순서에 의해 결정됩니다.
    따라서 3상 전원 중 임의의 2선 접속을 서로 바꾸어 연결하면 상회전 방향이 반대가 되어 전동기가 역회전하게 됩니다.
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72. 60Hz, 100V 의 교류전압이 200Ω의 전구에 인가될 때 소비되는 전력은 몇 W 인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 39%)
  • 전압과 저항값이 주어졌을 때 소비전력을 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{V^2}{R}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{100^2}{200}$
    ③ [최종 결과] $P = 50 \text{ W}$
  • I = V / R = 100 / 200 = 0.5A
    P = I^2 x R
    0.5 ^2 x 200 = 50W
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73. 그림과 같은 계전기 접점회로의 논리식은?

  1. XY
(정답률: 72%)
  • 계전기 접점회로에서 직렬 연결은 논리곱(AND), 병렬 연결은 논리합(OR)으로 표현합니다.
    왼쪽 가지의 $\bar{X}$와 $Y$가 직렬이며, 오른쪽 가지의 $X$와 $\bar{Y}$가 직렬로 연결된 두 가지가 서로 병렬로 구성되어 있으므로 논리식은 $\bar{X}Y + X\bar{Y}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
  • 이 회로는 스위치(X, Y) 가 연결된 모습이고, 각각의 스위치는 여러 번 등장해요.
    스위치에는 두 가지 상태가 있어요:

    보통열림(N.O.) → 조건이 "참"일 때만 통함

    보통닫힘(N.C.) → 조건이 "거짓"일 때 통함


    그림을 보면 스위치 X와 Y가 세 군데 있어요:

    1. 왼쪽 위: X 보통닫힘(NC)


    2. 그 아래: Y 보통닫힘(NC)
    → 즉, 둘 다 "꺼졌을 때" 전류가 흐름


    3. 오른쪽: X 보통열림(NO) + Y 보통열림(NO)
    → 즉, 둘 다 "켜졌을 때" 전류가 흐름



    이 두 줄은 병렬 연결이에요. 즉, 둘 중 어느 한쪽이라도 전기가 흐르면 전체 회로는 "켜져요".


    ---

    이걸 논리로 바꾸면?

    1. 왼쪽 회로:

    X̅ (X가 꺼졌을 때)

    Y̅ (Y가 꺼졌을 때) → 이 두 개는 직렬이므로 X̅Y̅


    2. 오른쪽 회로:

    X (켜짐)

    Y (켜짐) → 이것도 직렬이므로 XY


    이 둘은 병렬이므로, **논리식은 합(OR)**이 됩니다.


    ---

    최종 논리식

    X̅Y̅ + XY
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74. 특성방정식 s2 + 2s + 2 = 0을 갖는 2차계에서의 감쇠율 (damping ratio)은?

  1. √2
  4. 2
(정답률: 63%)
  • 2차계 표준 특성방정식 $s^2 + 2\zeta\omega_n s + \omega_n^2 = 0$과 주어진 식 $s^2 + 2s + 2 = 0$을 비교하여 감쇠율 $\zeta$를 구합니다.
    $\omega_n^2 = 2$이므로 $\omega_n = \sqrt{2}$이고, $2\zeta\omega_n = 2$이므로 $\zeta = \frac{1}{\omega_n}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\zeta = \frac{2}{2\omega_n}$
    ② [숫자 대입] $\zeta = \frac{1}{\sqrt{2}}$
    ③ [최종 결과] $\zeta = \frac{1}{\sqrt{2}}$
  • 감쇠율(ζ)이란?

    감쇠율은 진동 시스템(예: 스프링, 전기 회로 등)이 얼마나 빠르게 진정되는지를 나타내는 값이에요.


    ---

    표준형 정리

    2차 계의 표준방정식은 다음과 같아요:

    s² + 2ζωₙs + ωₙ² = 0
    여기서:

    ζ (제타): 감쇠비

    ωₙ (오메가n): 자연 진동수



    ---

    비교해서 ζ 찾기

    주어진 방정식: s² + 2s + 2

    이걸 표준형과 비교하면:

    2ζωₙ = 2

    ωₙ² = 2


    → 여기서 ωₙ = √2 (양변에 루트 씌우기)

    이 값을 위에 대입해서 ζ 구하면:

    2ζ√2 = 2
    → ζ = 2 ÷ (2√2)
    → ζ = 1 / √2
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75. 일 때 f(t)의 최종치는?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 8
(정답률: 50%)
  • 라플라스 변환된 함수 $F(s)$의 최종치 정리(Final Value Theorem)를 사용하여 $t$가 무한대로 갈 때의 값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\lim_{t \to \infty} f(t) = \lim_{s \to 0} sF(s)$
    ② [숫자 대입] $\lim_{s \to 0} s \times \frac{3s + 10}{s^3 + 2s^2 + 5s} = \lim_{s \to 0} \frac{3s + 10}{s^2 + 2s + 5}$
    ③ [최종 결과] $\frac{10}{5} = 2$
  • 다음과 같은 F(s)가 주어졌을 때,
    t → ∞일 때, 즉 시간이 충분히 지난 뒤의 f(t)의 값을 구하는 문제예요.

    주어진 식:
    F(s) = (3s + 10) / (s³ + 2s² + 5s)


    ---

    최종값 정리란?

    최종값 정리는 다음과 같은 뜻이에요:
    "입력에 대해 시스템이 충분히 시간이 지나면 안정적으로 수렴하는 값은, 라플라스 변환 F(s)에 s를 곱해서 s를 0에 가까이 보낸 값이다."

    즉, 계산은 이렇게 해요:

    최종값 = lim (s→0) [s × F(s)]


    ---

    계산 해보기

    1. F(s)에 s를 곱해요:

    s × (3s + 10) / (s³ + 2s² + 5s)
    = (3s² + 10s) / (s³ + 2s² + 5s)

    2. 분자와 분모 모두에 s가 있으니 약분해요:

    → (3s + 10) / (s² + 2s + 5)

    3. 이제 s = 0 넣기:

    → (3×0 + 10) / (0² + 2×0 + 5)
    = 10 / 5 = 2
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76. 8Ω, 12Ω, 20Ω, 30Ω의 4개 저항을 병렬로 접속할 때 합성저항은 약 몇 Ω 인가?

  1. 2.0
  2. 2.35
  3. 3.43
  4. 3.8
(정답률: 65%)
  • 병렬로 접속된 저항들의 합성저항은 각 저항의 역수의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{1}{\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} + \frac{1}{R_{4}}}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{1}{\frac{1}{8} + \frac{1}{12} + \frac{1}{20} + \frac{1}{30}}$
    ③ [최종 결과] $R = 3.43$
  • 1 / ( 1/8 + 1/12 + 1/20 + 1/30) = 3.428
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77. 그림과 같은 병렬공진회로에서 전류 I가 전압 E보다 앞서는 관계로 옳은 것은?

(정답률: 58%)
  • 병렬 LC 회로에서 전류 $I$가 전압 $E$보다 앞서려면 회로가 용량성(C성분 우세)이어야 합니다. 이는 리액턴스 성분 중 $X_{C}$가 $X_{L}$보다 작을 때, 즉 주파수 $F$가 공진 주파수보다 높을 때 발생합니다. 따라서 정답은 입니다.
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78. 유도전동기의 역률을 개선하기 위하여 일반적으로 많이 사용되는 방법은?

  1. 조상기 병렬접속
  2. 콘덴서 병렬접속
  3. 조상기 직렬접속
  4. 콘덴서 직렬접속
(정답률: 72%)
  • 유도전동기는 지상 역률 특성을 가지므로, 진상 전류를 공급하는 콘덴서를 병렬로 접속하여 역률을 개선할 수 있습니다.
  • 유도 전동기에 콘덴서를 병렬로 접속하면
    역률을 개선시킬수 있다

    역률은
    전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타내는 지표
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79. T1 ＞ T2 ＞ 0 일 때, 의 벡터궤적은?

(정답률: 63%)
  • 전달함수가 $G(s) = \frac{1 + T_{2}s}{1 + T_{1}s}$이고 $T_{1} > T_{2} > 0$ 일 때, $s = j\omega$를 대입하여 벡터궤적을 분석하면 실수축 상의 $1$에서 시작하여 $\frac{T_{2}}{T_{1}}$에서 끝나는 반원 형태의 궤적을 그리게 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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80. 다음 블록선도 중에서 비례미분제어기는?

(정답률: 46%)
  • 비례미분(PD) 제어기는 비례 동작을 나타내는 $K_p$ 블록과 미분 동작을 나타내는 $K_d s$ 블록이 병렬로 구성되어 합산되는 구조를 가집니다. 따라서 가 정답입니다.
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