에너지관리기사 필기 2018년 4회 기출문제
기출문제 100문항 · 제한시간 150분 · 해설 100문항
에너지관리기사 2018년 4회 필기 시험에 실제로 출제된 문제와 정답입니다. 아래에서 문제와 해설을 그대로 읽어볼 수 있고, CBT로 풀면 자동 채점과 오답노트까지 이용할 수 있어요.
연소공학
1번
연돌에서의 배기가스 분석 결과 CO₂ 14.2%, O₂ 4.5%, CO 0% 일 때 탄산가스의 최대량 [CO₂]max(%)는?
1. 10.5
2. 15.5
3. 18.0
4. 20.5
정답 3번
해설. ③ 약 18.0%
풀이: 완전연소(CO=0)일 때 [CO₂]max = 21×CO₂/(21−O₂)
= 21×14.2/(21−4.5) = 298.2/16.5 ≒ 18.07% → 약 18.0%
배기가스 중 O₂가 남아 있을수록(공기비가 클수록) 실측 CO₂는 [CO₂]max보다 낮아진다.
풀이: 완전연소(CO=0)일 때 [CO₂]max = 21×CO₂/(21−O₂)
= 21×14.2/(21−4.5) = 298.2/16.5 ≒ 18.07% → 약 18.0%
배기가스 중 O₂가 남아 있을수록(공기비가 클수록) 실측 CO₂는 [CO₂]max보다 낮아진다.
2번
순수한 CH₄를 건조 공기로 연소시키고 난 기체 화합물을 응축기로 보내 수증기를 제거시킨 다음, 나머지 기체를 Orsat법으로 분석한 결과, 부피비로 CO₂가 8.21%, CO가 0.41%, O₂가 5.02%, N₂가 86.36%이었다. CH₄ 1kg-mol 당 약 몇 kg-mol 의 건조공기가 필요한가?
1. 7.3
2. 8.5
3. 10.3
4. 12.1
정답 4번
해설. ④ 약 12.1 kg-mol
풀이(건조가스 100 kmol 기준): 탄소 수지 CH₄ = CO₂+CO = 8.21+0.41 = 8.62 kmol, 이때 생성 H₂O = 2×8.62 = 17.24 kmol
산소 수지: 공급 O₂ = CO₂ 8.21 + CO/2 0.205 + 잔존 O₂ 5.02 + H₂O/2 8.62 = 22.06 kmol
건조공기 = 22.06/0.21 ≒ 105.0 kmol → CH₄ 1 kmol당 105.0/8.62 ≒ 12.2 kmol
보기 중 가장 가까운 값은 ④ 12.1이다. (N₂ 기준 86.36/0.79/8.62 ≒ 12.7로 계산해도 ④가 가장 가깝다.)
풀이(건조가스 100 kmol 기준): 탄소 수지 CH₄ = CO₂+CO = 8.21+0.41 = 8.62 kmol, 이때 생성 H₂O = 2×8.62 = 17.24 kmol
산소 수지: 공급 O₂ = CO₂ 8.21 + CO/2 0.205 + 잔존 O₂ 5.02 + H₂O/2 8.62 = 22.06 kmol
건조공기 = 22.06/0.21 ≒ 105.0 kmol → CH₄ 1 kmol당 105.0/8.62 ≒ 12.2 kmol
보기 중 가장 가까운 값은 ④ 12.1이다. (N₂ 기준 86.36/0.79/8.62 ≒ 12.7로 계산해도 ④가 가장 가깝다.)
3번
표준 상태에서 고위발열량과 저위발열량의 차이는?
1. 80 cal/mol
2. 539 cal/mol
3. 9200 cal/mol
4. 9702 cal/mol
정답 4번
해설. ④ 9702 cal/mol
고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소로 생긴 수증기의 증발잠열이다.
풀이: 물의 증발잠열 539 cal/g × H₂O 분자량 18 g/mol = 9702 cal/mol
① 80 cal/g은 얼음의 융해잠열, ② 539는 g당 값이다.
고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소로 생긴 수증기의 증발잠열이다.
풀이: 물의 증발잠열 539 cal/g × H₂O 분자량 18 g/mol = 9702 cal/mol
① 80 cal/g은 얼음의 융해잠열, ② 539는 g당 값이다.
4번
로터리 버너를 장시간 사용하였더니 노벽에 카본이 많이 붙어 있었다. 다음 중 주된 원인은?
1. 공기비가 너무 컸다.
2. 화염이 닿는 곳이 있었다.
3. 연소실 온도가 너무 높았다.
4. 중유의 예열 온도가 너무 높았다.
정답 2번
해설. ② 화염이 닿는 곳이 있었다.
로터리 버너의 화염이 노벽에 직접 닿으면 그 부분에서 연료가 냉각되어 불완전연소하고 탄화물(카본)이 노벽에 부착된다.
① 공기비가 크면 오히려 매연·카본이 줄고, ③ 연소실 온도가 높으면 연소가 촉진되며, ④ 중유 예열온도가 너무 높으면 탄화물 생성·맥동이 생길 수 있으나 노벽 카본 부착의 주원인은 화염 접촉이다.
로터리 버너의 화염이 노벽에 직접 닿으면 그 부분에서 연료가 냉각되어 불완전연소하고 탄화물(카본)이 노벽에 부착된다.
① 공기비가 크면 오히려 매연·카본이 줄고, ③ 연소실 온도가 높으면 연소가 촉진되며, ④ 중유 예열온도가 너무 높으면 탄화물 생성·맥동이 생길 수 있으나 노벽 카본 부착의 주원인은 화염 접촉이다.
5번
내화재로 만든 화구에서 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 방식으로 대형가마에 적합한 가스연료 연소장치는?
1. 방사형 버너
2. 포트형 버너
3. 선회형 버너
4. 건타입형 버너
정답 2번
해설. ② 포트형 버너
포트형 버너는 내화재로 만든 화구(포트)에서 공기와 가스를 따로 연소실에 보내 혼합·연소시키는 방식으로, 공기·가스를 예열할 수 있어 대형 가마에 적합하다.
① 방사형·③ 선회형 버너는 공기의 방사·선회 흐름으로 혼합하는 버너, ④ 건타입은 송풍기로 공기를 불어넣는 소형 압력분무식 버너다.
포트형 버너는 내화재로 만든 화구(포트)에서 공기와 가스를 따로 연소실에 보내 혼합·연소시키는 방식으로, 공기·가스를 예열할 수 있어 대형 가마에 적합하다.
① 방사형·③ 선회형 버너는 공기의 방사·선회 흐름으로 혼합하는 버너, ④ 건타입은 송풍기로 공기를 불어넣는 소형 압력분무식 버너다.
6번
다음 중 기상폭발에 해당되지 않는 것은?
1. 가스폭발
2. 분무폭발
3. 분진폭발
4. 수증기폭발
정답 4번
해설. ④ 수증기폭발
기상폭발은 기체 상태에서 일어나는 폭발로 가스폭발·분무폭발·분진폭발·분해폭발 등이 있다.
수증기폭발은 고온 물체와 물이 접촉해 물이 급격히 기화하면서 일어나는 응상(액상·고상) 폭발로, 증기폭발·전선폭발 등과 함께 응상폭발에 속한다.
기상폭발은 기체 상태에서 일어나는 폭발로 가스폭발·분무폭발·분진폭발·분해폭발 등이 있다.
수증기폭발은 고온 물체와 물이 접촉해 물이 급격히 기화하면서 일어나는 응상(액상·고상) 폭발로, 증기폭발·전선폭발 등과 함께 응상폭발에 속한다.
7번
부탄가스의 폭발 하한값은 1.8 Vol%이다. 크기가 10m×20m×3m 인 실내에서 부탄의 질량이 최소 약 몇 kg일 때 폭발할 수 있는가? (단, 실내 온도는 25℃이다.)
1. 24.1
2. 26.1
3. 28.5
4. 30.5
정답 2번
해설. ② 약 26.1 kg
풀이: 실내 체적 V = 10×20×3 = 600 m³, 하한 농도의 부탄 체적 = 600×0.018 = 10.8 m³
25℃, 1기압에서 n = PV/(RT) = 101.325×10.8/(8.314×298.15) ≒ 0.441 kmol
질량 = 0.441 kmol × 58 kg/kmol(C₄H₁₀) ≒ 25.7 kg → 보기 중 가장 가까운 값은 ② 26.1 kg이다.
풀이: 실내 체적 V = 10×20×3 = 600 m³, 하한 농도의 부탄 체적 = 600×0.018 = 10.8 m³
25℃, 1기압에서 n = PV/(RT) = 101.325×10.8/(8.314×298.15) ≒ 0.441 kmol
질량 = 0.441 kmol × 58 kg/kmol(C₄H₁₀) ≒ 25.7 kg → 보기 중 가장 가까운 값은 ② 26.1 kg이다.
8번
연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?
1. 통풍력을 조절한다.
2. 과잉공기를 조절한다.
3. 배기가스의 흐름을 차단한다.
4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
정답 2번
해설. ② 과잉공기를 조절한다.
연도 댐퍼는 통풍력 조절, 배기가스 흐름의 차단, 주연도·부연도 사이의 가스 흐름 전환에 쓰인다.
과잉공기(공기비)는 송풍기 쪽 공기 댐퍼(공기조절장치)와 연료량 조절로 맞추는 것이므로 연도 댐퍼의 설치 목적과 거리가 멀다.
연도 댐퍼는 통풍력 조절, 배기가스 흐름의 차단, 주연도·부연도 사이의 가스 흐름 전환에 쓰인다.
과잉공기(공기비)는 송풍기 쪽 공기 댐퍼(공기조절장치)와 연료량 조절로 맞추는 것이므로 연도 댐퍼의 설치 목적과 거리가 멀다.
9번
다음 중 습한 함진가스에 가장 적절하지 않은 집진장치는?
1. 사이클론
2. 멀티클론
3. 스크러버
4. 여과식 집진기
정답 4번
해설. ④ 여과식 집진기
여과식(백필터) 집진기는 습한 함진가스가 들어오면 여과포에 수분과 먼지가 엉겨 붙어 눈막힘·압력손실 증가가 생기므로 부적합하다.
① 사이클론·② 멀티클론(원심력식)은 습가스에도 쓸 수 있고, ③ 스크러버(세정식)는 물을 사용하므로 오히려 습한 가스에 적합하다.
여과식(백필터) 집진기는 습한 함진가스가 들어오면 여과포에 수분과 먼지가 엉겨 붙어 눈막힘·압력손실 증가가 생기므로 부적합하다.
① 사이클론·② 멀티클론(원심력식)은 습가스에도 쓸 수 있고, ③ 스크러버(세정식)는 물을 사용하므로 오히려 습한 가스에 적합하다.
10번
경유 1000L를 연소시킬 때 발생하는 탄소량은 약 몇 TC인가? (단, 경유의 석유환산계수는 0.92 TOE/kL, 탄소배출계수는 0.837 TC/TOE이다.)
1. 77
2. 7.7
3. 0.77
4. 0.077
정답 3번
해설. ③ 약 0.77 TC
풀이: 탄소량 = 사용량(kL) × 석유환산계수 × 탄소배출계수
= 1 kL × 0.92 TOE/kL × 0.837 TC/TOE ≒ 0.770 TC
1000 L = 1 kL임에 주의한다.
풀이: 탄소량 = 사용량(kL) × 석유환산계수 × 탄소배출계수
= 1 kL × 0.92 TOE/kL × 0.837 TC/TOE ≒ 0.770 TC
1000 L = 1 kL임에 주의한다.
11번
공기비 1.3에서 메탄을 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 49 MJ/kg, 배기가스의 평균비열은 1.29 kJ/kg·K이고 고온에서의 열분해는 무시하고, 연소 전 온도는 25℃이다.)
1. 1663
2. 1932
3. 1965
4. 2230
정답 2번
해설. ② 약 1932 K
풀이: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 이론산소량 = 64/16 = 4 kg/kg
이론공기량 A₀ = 4/0.232 ≒ 17.2 kg/kg, 연소가스량 G = 1 + 1.3×17.2 ≒ 23.4 kg/kg
온도 상승 ΔT = Hₗ/(G·c) = 49000/(23.4×1.29) ≒ 1620 K
단열연소온도 T = 298 + 1620 ≒ 1920 K → 보기 중 가장 가까운 ② 1932 K
풀이: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 이론산소량 = 64/16 = 4 kg/kg
이론공기량 A₀ = 4/0.232 ≒ 17.2 kg/kg, 연소가스량 G = 1 + 1.3×17.2 ≒ 23.4 kg/kg
온도 상승 ΔT = Hₗ/(G·c) = 49000/(23.4×1.29) ≒ 1620 K
단열연소온도 T = 298 + 1620 ≒ 1920 K → 보기 중 가장 가까운 ② 1932 K
12번
다음 기체연료에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다.
2. 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다.
3. 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다.
4. 적은 공기로 완전 연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다.
정답 1번
해설. ① 고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다.(틀림)
기체연료는 공기와 균일하게 혼합되어 연소하므로 화염이 고르게 퍼져 국부가열의 염려가 적다.
② 연소 조절·점화·소화가 쉽고, ③ 예열이 쉬워 전열효율이 좋으며, ④ 적은 과잉공기로 완전연소할 수 있어 연소효율이 높다는 것은 기체연료의 장점이다.
기체연료는 공기와 균일하게 혼합되어 연소하므로 화염이 고르게 퍼져 국부가열의 염려가 적다.
② 연소 조절·점화·소화가 쉽고, ③ 예열이 쉬워 전열효율이 좋으며, ④ 적은 과잉공기로 완전연소할 수 있어 연소효율이 높다는 것은 기체연료의 장점이다.
13번
체적이 0.3m³인 용기 안에 메탄(CH₄)과 공기 혼합물이 들어있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20% 더 들어 있고, 연소 전 용기의 압력은 300 kPa, 온도는 90℃이다. 연소 전 용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 g인가?
1. 27.6
2. 33.7
3. 38.4
4. 42.1
정답 3번
해설. ③ 약 38.4 g
풀이: CH₄ + 2×1.2(O₂ + 3.76N₂) → 혼합물 몰수 = 1 + 2.4×4.76 = 12.42 mol (CH₄ 1 mol당)
전체 몰수 n = PV/(RT) = 300×0.3/(8.314×363.15) ≒ 0.02981 kmol
CH₄ = 0.02981/12.42 ≒ 0.00240 kmol → 0.00240×16.04 ≒ 0.0385 kg ≒ 38.5 g → ③
풀이: CH₄ + 2×1.2(O₂ + 3.76N₂) → 혼합물 몰수 = 1 + 2.4×4.76 = 12.42 mol (CH₄ 1 mol당)
전체 몰수 n = PV/(RT) = 300×0.3/(8.314×363.15) ≒ 0.02981 kmol
CH₄ = 0.02981/12.42 ≒ 0.00240 kmol → 0.00240×16.04 ≒ 0.0385 kg ≒ 38.5 g → ③
14번
가스버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 점차 빠르게 하였다. 이때 어떤 현상이 발생하겠는가?
1. 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다.
2. 불꽃이 엉클어지면서 길어진다.
3. 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다.
4. 별다른 변화를 찾기 힘들다.
정답 1번
해설. ① 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다.
가스의 유출속도를 높이면 흐름이 층류에서 난류로 바뀌어 공기와의 혼합이 빨라지므로, 화염이 엉클어지면서(난류화염) 길이가 짧아진다. 속도를 더 높이면 화염이 버너에서 떨어지는 리프팅·블로우오프가 생긴다.
②·③·④는 난류화염의 특징과 맞지 않는다.
가스의 유출속도를 높이면 흐름이 층류에서 난류로 바뀌어 공기와의 혼합이 빨라지므로, 화염이 엉클어지면서(난류화염) 길이가 짧아진다. 속도를 더 높이면 화염이 버너에서 떨어지는 리프팅·블로우오프가 생긴다.
②·③·④는 난류화염의 특징과 맞지 않는다.
15번
다음과 같이 조성된 발생로 내 가스를 15%의 과잉공기로 완전 연소시켰을 때 건연소가스량(Sm³/Sm³)은? (단, 발생로 가스의 조성은 CO 31.3%, CH₄ 2.4%, H₂ 6.3%, CO₂ 0.7%, N₂ 59.3%이다.)
1. 1.99
2. 2.54
3. 2.87
4. 3.01
정답 1번
해설. ① 약 1.99 Sm³/Sm³
풀이: 이론산소량 O₀ = 0.5CO + 2CH₄ + 0.5H₂ = 0.1565+0.048+0.0315 = 0.236
실제공기량 A = 1.15×0.236/0.21 ≒ 1.292
건연소가스 = CO₂(0.313+0.024+0.007=0.344) + N₂(0.593+0.79×1.292=1.614) + 과잉 O₂(0.15×0.236=0.035) ≒ 1.99 Sm³/Sm³
건가스이므로 H₂O는 제외한다.
풀이: 이론산소량 O₀ = 0.5CO + 2CH₄ + 0.5H₂ = 0.1565+0.048+0.0315 = 0.236
실제공기량 A = 1.15×0.236/0.21 ≒ 1.292
건연소가스 = CO₂(0.313+0.024+0.007=0.344) + N₂(0.593+0.79×1.292=1.614) + 과잉 O₂(0.15×0.236=0.035) ≒ 1.99 Sm³/Sm³
건가스이므로 H₂O는 제외한다.
16번
다음 액체 연료 중 비중이 가장 낮은 것은?
1. 중유
2. 등유
3. 경유
4. 가솔린
정답 4번
해설. ④ 가솔린
액체 연료의 비중(대략): 가솔린 0.65~0.75 < 등유 0.78~0.80 < 경유 0.82~0.85 < 중유 0.85~0.95
끓는점이 낮은 경질 유분일수록 비중이 작다.
액체 연료의 비중(대략): 가솔린 0.65~0.75 < 등유 0.78~0.80 < 경유 0.82~0.85 < 중유 0.85~0.95
끓는점이 낮은 경질 유분일수록 비중이 작다.
17번
프로판가스(C₃H₈) 1Nm³을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³인가?
1. 23.8
2. 11.9
3. 9.52
4. 5
정답 1번
해설. ① 약 23.8 Nm³
풀이: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O 이므로 이론산소량 O₀ = 5 Nm³/Nm³
이론공기량 A₀ = O₀/0.21 = 5/0.21 ≒ 23.8 Nm³
④ 5는 이론산소량, ② 11.9는 그 절반 값이다.
풀이: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O 이므로 이론산소량 O₀ = 5 Nm³/Nm³
이론공기량 A₀ = O₀/0.21 = 5/0.21 ≒ 23.8 Nm³
④ 5는 이론산소량, ② 11.9는 그 절반 값이다.
18번
다음 석탄류 중 연료비가 가장 높은 것은?
1. 갈탄
2. 무연탄
3. 흑갈탄
4. 반역청탄
정답 2번
해설. ② 무연탄
연료비 = 고정탄소/휘발분. 탄화도가 높을수록 휘발분이 줄고 고정탄소가 늘어 연료비가 커진다.
탄화도 순서: 갈탄 < 흑갈탄 < 반역청탄 < 역청탄 < 반무연탄 < 무연탄 이므로 무연탄의 연료비가 가장 높다(보통 7 이상).
연료비 = 고정탄소/휘발분. 탄화도가 높을수록 휘발분이 줄고 고정탄소가 늘어 연료비가 커진다.
탄화도 순서: 갈탄 < 흑갈탄 < 반역청탄 < 역청탄 < 반무연탄 < 무연탄 이므로 무연탄의 연료비가 가장 높다(보통 7 이상).
19번
탄소 1kg의 연소에 소요되는 공기량은 약 몇 Nm³인가?
1. 5.0
2. 7.0
3. 9.0
4. 11.0
정답 3번
해설. ③ 약 9.0 Nm³
풀이: C + O₂ → CO₂ 에서 탄소 12 kg에 O₂ 22.4 Nm³ 필요
이론산소량 O₀ = 22.4/12 ≒ 1.867 Nm³/kg
이론공기량 A₀ = 1.867/0.21 ≒ 8.89 Nm³/kg ≒ 9.0 Nm³
풀이: C + O₂ → CO₂ 에서 탄소 12 kg에 O₂ 22.4 Nm³ 필요
이론산소량 O₀ = 22.4/12 ≒ 1.867 Nm³/kg
이론공기량 A₀ = 1.867/0.21 ≒ 8.89 Nm³/kg ≒ 9.0 Nm³
20번
석탄을 완전 연소시키기 위하여 필요한 조건에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 공기를 예열한다.
2. 통풍력을 좋게 한다.
3. 연료를 착화온도 이하로 유지한다.
4. 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다.
정답 3번
해설. ③ 연료를 착화온도 이하로 유지한다.(틀림)
완전연소를 위해서는 연료를 착화온도 이상으로 유지해야 연소가 계속된다.
① 공기 예열, ② 충분한 통풍력, ④ 적당한 공기 공급과 연료·공기의 충분한 접촉은 완전연소 조건(온도·공기·혼합·시간)에 해당한다.
완전연소를 위해서는 연료를 착화온도 이상으로 유지해야 연소가 계속된다.
① 공기 예열, ② 충분한 통풍력, ④ 적당한 공기 공급과 연료·공기의 충분한 접촉은 완전연소 조건(온도·공기·혼합·시간)에 해당한다.
광고
열역학
21번
비열이 일정한 이상기체 1kg에 대하여 다음 중 옳은 식은? (단, P는 압력, V는 체적, T는 온도, Cₚ는 정압비열, Cᵥ는 정적비열, U는 내부에너지이다.)
1. ΔU = Cₚ×ΔT
2. ΔU = Cₚ×ΔV
3. ΔU = Cᵥ×ΔT
4. ΔU = Cᵥ×ΔP
정답 3번
해설. ③ ΔU = Cᵥ×ΔT
이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 과정에 관계없이 dU = Cᵥ·dT이다.
① Cₚ×ΔT는 엔탈피 변화 ΔH이고, ②·④처럼 체적·압력 변화에 비열을 곱한 식은 성립하지 않는다.
이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 과정에 관계없이 dU = Cᵥ·dT이다.
① Cₚ×ΔT는 엔탈피 변화 ΔH이고, ②·④처럼 체적·압력 변화에 비열을 곱한 식은 성립하지 않는다.
22번
증기터빈에서 증기 유량이 1.1kg/s이고, 터빈입구와 출구의 엔탈피는 각각 3100kJ/kg, 2300kJ/kg이다. 증기 속도는 입구에서 15m/s, 출구에서는 60m/s이고, 이 터빈의 축 출력이 800kW일 때 터빈과 주위 사이에서 발생하는 열전달량은?
1. 주위로 78.1kW의 열을 방출한다.
2. 주위로 95.8kW의 열을 방출한다.
3. 주위로 124.9kW의 열을 방출한다.
4. 주위로 168.4kW의 열을 방출한다.
정답 1번
해설. ① 주위로 78.1kW의 열을 방출한다.
풀이(정상유동 에너지식): Q = W + ṁ[(h₂−h₁) + (v₂²−v₁²)/2]
운동에너지 변화 = (60²−15²)/2 = 1687.5 J/kg = 1.69 kJ/kg
Q = 800 + 1.1×[(2300−3100) + 1.69] = 800 − 878.1 = −78.1 kW
음(−)이므로 터빈에서 주위로 약 78.1 kW의 열을 방출한다.
풀이(정상유동 에너지식): Q = W + ṁ[(h₂−h₁) + (v₂²−v₁²)/2]
운동에너지 변화 = (60²−15²)/2 = 1687.5 J/kg = 1.69 kJ/kg
Q = 800 + 1.1×[(2300−3100) + 1.69] = 800 − 878.1 = −78.1 kW
음(−)이므로 터빈에서 주위로 약 78.1 kW의 열을 방출한다.
23번
피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m³인 습증기 4kg이 들어있다. 압력이 일정한 상태에서 가열하여 습증기의 건도가 0.9가 되었을 때 수증기에 의한 일은 몇 kJ인가? (단, 0.3MPa에서 비체적은 포화액이 0.001m³/kg, 건포화증기가 0.60m³/kg이다.)
1. 205.5
2. 237.2
3. 305.5
4. 408.1
정답 4번
해설. ④ 약 408.1 kJ
풀이: 나중 비체적 v₂ = v′ + x(v″−v′) = 0.001 + 0.9×(0.60−0.001) = 0.5401 m³/kg
나중 체적 V₂ = 4×0.5401 = 2.1604 m³
정압과정 일 W = P(V₂−V₁) = 300 kPa×(2.1604−0.8) m³ ≒ 408.1 kJ
풀이: 나중 비체적 v₂ = v′ + x(v″−v′) = 0.001 + 0.9×(0.60−0.001) = 0.5401 m³/kg
나중 체적 V₂ = 4×0.5401 = 2.1604 m³
정압과정 일 W = P(V₂−V₁) = 300 kPa×(2.1604−0.8) m³ ≒ 408.1 kJ
24번
제1종 영구기관이 실현 불가능한 것과 관계있는 열역학 법칙은?
1. 열역학 제0법칙
2. 열역학 제1법칙
3. 열역학 제2법칙
4. 열역학 제3법칙
정답 2번
해설. ② 열역학 제1법칙
제1종 영구기관은 외부에서 에너지를 공급받지 않고 계속 일을 하는 기관으로, 에너지 보존 법칙인 열역학 제1법칙에 위배된다.
제2종 영구기관(하나의 열원에서 받은 열을 모두 일로 바꾸는 기관)은 제2법칙에 위배된다. ① 제0법칙은 열평형, ④ 제3법칙은 절대영도에 관한 법칙이다.
제1종 영구기관은 외부에서 에너지를 공급받지 않고 계속 일을 하는 기관으로, 에너지 보존 법칙인 열역학 제1법칙에 위배된다.
제2종 영구기관(하나의 열원에서 받은 열을 모두 일로 바꾸는 기관)은 제2법칙에 위배된다. ① 제0법칙은 열평형, ④ 제3법칙은 절대영도에 관한 법칙이다.
25번
열펌프(heat pump)의 성능계수에 대한 설명으로 옳은 것은?
1. 냉동 사이클의 성능계수와 같다.
2. 가해준 일에 의해 발생한 저온체에서 흡수한 열량과의 비이다.
3. 가해준 일에 의해 발생한 고온체에 방출한 열량과의 비이다.
4. 열 펌프의 성능계수는 1보다 작다.
정답 3번
해설. ③ 가해준 일에 의해 발생한 고온체에 방출한 열량과의 비이다.
열펌프의 성능계수 COPₕ = Q₁/W = Q₁/(Q₁−Q₂) (Q₁: 고온체에 방출한 열량)
① 냉동기 성능계수 COPᵣ = Q₂/W 이고 COPₕ = COPᵣ + 1 이므로 같지 않다. ② 저온체 흡수열 기준은 냉동기 성능계수, ④ 열펌프의 성능계수는 항상 1보다 크다.
열펌프의 성능계수 COPₕ = Q₁/W = Q₁/(Q₁−Q₂) (Q₁: 고온체에 방출한 열량)
① 냉동기 성능계수 COPᵣ = Q₂/W 이고 COPₕ = COPᵣ + 1 이므로 같지 않다. ② 저온체 흡수열 기준은 냉동기 성능계수, ④ 열펌프의 성능계수는 항상 1보다 크다.
26번
다음 그림은 Otto cycle을 기반으로 작동하는 실제 내연기관에서 나타나는 압력(P)-부피(V)선도이다. 다음 중 이 사이클에서 일(work) 생산과정에 해당하는 것은?
1. 2 → 3
2. 3 → 4
3. 4 → 5
4. 5 → 6
정답 3번
해설. ③ 4 → 5
실제 오토기관 선도에서 1→2는 흡입, 2→3은 압축, 3→4는 점화·연소(압력 급상승), 4→5는 팽창(동력) 행정, 5→6은 배기밸브 열림에 의한 압력 강하, 6→1은 배기 행정이다.
고온·고압 가스가 피스톤을 밀어 일을 생산하는 과정은 4→5 팽창 과정이다.
실제 오토기관 선도에서 1→2는 흡입, 2→3은 압축, 3→4는 점화·연소(압력 급상승), 4→5는 팽창(동력) 행정, 5→6은 배기밸브 열림에 의한 압력 강하, 6→1은 배기 행정이다.
고온·고압 가스가 피스톤을 밀어 일을 생산하는 과정은 4→5 팽창 과정이다.
27번
증기압축 냉동사이클에서 증발기 입ㆍ출구에서의 냉매의 엔탈피는 각각 29.2, 306.8kcal/kg이다. 1시간에 1냉동 톤당의 냉매순환량(kg/(hㆍRT))은 얼마인가? (단, 1냉동톤(RT)은 3320kcal/h이다.)
1. 15.04
2. 11.96
3. 13.85
4. 18.06
정답 2번
해설. ② 약 11.96 kg/(h·RT)
풀이: 냉동효과 q = 306.8 − 29.2 = 277.6 kcal/kg
냉매순환량 = 냉동능력/냉동효과 = 3320/277.6 ≒ 11.96 kg/(h·RT)
증발기 입구(29.2)는 팽창밸브 출구와 같은 엔탈피이다.
풀이: 냉동효과 q = 306.8 − 29.2 = 277.6 kcal/kg
냉매순환량 = 냉동능력/냉동효과 = 3320/277.6 ≒ 11.96 kg/(h·RT)
증발기 입구(29.2)는 팽창밸브 출구와 같은 엔탈피이다.
28번
다음 중 냉매가 구비해야할 조건으로 옳지 않은 것은?
1. 비체적이 클 것
2. 비열비가 작을 것
3. 임계점(critical point)이 높을 것
4. 액화하기가 쉬울 것
정답 1번
해설. ① 비체적이 클 것(틀림)
냉매는 증기의 비체적이 작아야 압축기 흡입 체적이 작아져 압축기를 소형화할 수 있다.
② 비열비가 작을수록 토출가스 온도가 낮고, ③ 임계온도가 높아야 상온에서 쉽게 액화되며, ④ 액화가 쉬워야 응축이 잘 된다.
냉매는 증기의 비체적이 작아야 압축기 흡입 체적이 작아져 압축기를 소형화할 수 있다.
② 비열비가 작을수록 토출가스 온도가 낮고, ③ 임계온도가 높아야 상온에서 쉽게 액화되며, ④ 액화가 쉬워야 응축이 잘 된다.
29번
400K로 유지되는 항온조 내의 기체에 80kJ의 열이 공급되었을 때, 기체의 엔트로피 변화량은 몇 kJ/K인가?
1. 0.01
2. 0.03
3. 0.2
4. 0.3
정답 3번
해설. ③ 0.2 kJ/K
풀이: 온도가 일정한 항온조에서의 가역 열공급이므로 ΔS = Q/T
= 80 kJ / 400 K = 0.2 kJ/K
온도가 일정하므로 적분 없이 열량을 절대온도로 나누면 된다.
풀이: 온도가 일정한 항온조에서의 가역 열공급이므로 ΔS = Q/T
= 80 kJ / 400 K = 0.2 kJ/K
온도가 일정하므로 적분 없이 열량을 절대온도로 나누면 된다.
30번
다음 그림은 어떤 사이클에 가장 가까운가? (단, T는 온도, S는 엔트로피이며, 사이클 순서는 A→B→C→D→E→F→A 순으로 작동한다.)
1. 디젤 사이클
2. 냉동 사이클
3. 오토 사이클
4. 랭킨 사이클
정답 4번
해설. ④ 랭킨 사이클
그림은 포화선(돔) 위에 그린 증기 사이클이다. A→B 급수펌프 단열압축, B→C 보일러에서 포화온도까지 가열, C→D 증발, D→E 과열기에서 과열, E→F 터빈 단열팽창, F→A 복수기에서 응축이다. 이는 과열증기를 쓰는 랭킨 사이클이다.
①·③ 디젤·오토는 가스 사이클, ② 냉동 사이클은 반대 방향으로 돈다.
그림은 포화선(돔) 위에 그린 증기 사이클이다. A→B 급수펌프 단열압축, B→C 보일러에서 포화온도까지 가열, C→D 증발, D→E 과열기에서 과열, E→F 터빈 단열팽창, F→A 복수기에서 응축이다. 이는 과열증기를 쓰는 랭킨 사이클이다.
①·③ 디젤·오토는 가스 사이클, ② 냉동 사이클은 반대 방향으로 돈다.
31번
건포화증기(dry saturated vapor)의 건도는 얼마인가?
1. 0
2. 0.5
3. 0.7
4. 1
정답 4번
해설. ④ 1
건도 x는 습증기 1 kg 중 증기의 질량 비율이다. 포화수는 x=0, 건포화증기는 액체가 전혀 없으므로 x=1이고, 습포화증기는 0<x<1이다.
과열증기는 건도로 나타내지 않고 과열도로 나타낸다.
건도 x는 습증기 1 kg 중 증기의 질량 비율이다. 포화수는 x=0, 건포화증기는 액체가 전혀 없으므로 x=1이고, 습포화증기는 0<x<1이다.
과열증기는 건도로 나타내지 않고 과열도로 나타낸다.
32번
온도 127℃에서 포화수 엔탈피는 560kJ/kg, 포화증기의 엔탈피는 2720kJ/kg일 때 포화수 1kg이 포화증기로 변화하는 데 따르는 엔트로피의 증가는 몇 kJ/K인가?
1. 1.4
2. 5.4
3. 9.8
4. 21.4
정답 2번
해설. ② 약 5.4 kJ/K
풀이: 증발은 일정 온도에서 일어나므로 Δs = 증발잠열/T
증발잠열 = 2720 − 560 = 2160 kJ/kg, T = 127 + 273 = 400 K
ΔS = 1 kg × 2160/400 ≒ 5.4 kJ/K
풀이: 증발은 일정 온도에서 일어나므로 Δs = 증발잠열/T
증발잠열 = 2720 − 560 = 2160 kJ/kg, T = 127 + 273 = 400 K
ΔS = 1 kg × 2160/400 ≒ 5.4 kJ/K
33번
이상기체 상태식은 사용 조건이 극히 제한되어 있어서 이를 실제 조건에 적용하기 위한 여러 상태식이 개발되었다. 다음 중 실제 기체(real gas)에 대한 상태식에 속하지 않는 것은?
1. 오일러(Euler) 상태식
2. 비리얼(Virial) 상태식
3. 반데르발스(van der Waals) 상태식
4. 비티-브리지먼(Beattie-Bridgeman) 상태식
정답 1번
해설. ① 오일러(Euler) 상태식
실제 기체 상태식으로는 반데르발스식, 비리얼식, 비티-브리지먼식, 베네딕트-웹-루빈식, 레드리히-퀑식 등이 있다.
오일러 방정식은 유체 운동(비점성 유동)의 운동방정식이지 기체 상태식이 아니다.
실제 기체 상태식으로는 반데르발스식, 비리얼식, 비티-브리지먼식, 베네딕트-웹-루빈식, 레드리히-퀑식 등이 있다.
오일러 방정식은 유체 운동(비점성 유동)의 운동방정식이지 기체 상태식이 아니다.
34번
어떤 압축기에 23℃의 공기 1.2kg이 들어있다. 이 압축기를 등온과정으로 하여 100kPa에서 800kPa까지 압축하고자 할 때 필요한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/(kgㆍK)이다.)
1. 212
2. 367
3. 509
4. 673
정답 1번
해설. ① 약 212 kJ
풀이: 등온압축 일 W = mRT ln(P₂/P₁)
= 1.2×0.287×(23+273.15)×ln(800/100) = 1.2×0.287×296.15×2.079 ≒ 212 kJ
등온과정이므로 압축일은 모두 열로 방출된다.
풀이: 등온압축 일 W = mRT ln(P₂/P₁)
= 1.2×0.287×(23+273.15)×ln(800/100) = 1.2×0.287×296.15×2.079 ≒ 212 kJ
등온과정이므로 압축일은 모두 열로 방출된다.
35번
어떤 기체의 정압비열(cₚ)이 다음 식으로 표현될 때 32℃와 800℃ 사이에서 이 기체의 평균정압비열(c̄ₚ)은 약 몇 kJ/(kg·℃)인가? (단, cₚ의 단위는 kJ/(kg·℃)이고, T의 단위는 ℃이다.)
cₚ = 353 + 0.24T − 0.9×10⁻⁴T²
cₚ = 353 + 0.24T − 0.9×10⁻⁴T²
1. 353
2. 433
3. 574
4. 698
정답 2번
해설. ② 약 433
풀이: 평균비열 c̄ₚ = [∫cₚdT]/(T₂−T₁)
= 353 + 0.12(T₁+T₂) − 0.3×10⁻⁴(T₂²+T₁T₂+T₁²)
= 353 + 0.12×832 − 0.3×10⁻⁴×(640000+25600+1024)
= 353 + 99.84 − 20.0 ≒ 432.8 → 약 433
풀이: 평균비열 c̄ₚ = [∫cₚdT]/(T₂−T₁)
= 353 + 0.12(T₁+T₂) − 0.3×10⁻⁴(T₂²+T₁T₂+T₁²)
= 353 + 0.12×832 − 0.3×10⁻⁴×(640000+25600+1024)
= 353 + 99.84 − 20.0 ≒ 432.8 → 약 433
36번
역카르노사이클로 운전하는 냉동기가 저온(T₂)에서 열량 Q₂를 흡수하고, 외부에서 일 W를 받아 고온(T₁)으로 열량 Q₁을 방출한다. 이 냉동기의 성능계수(COP)는 약 얼마인가? (단, T₁는 24℃, T₂는 −6℃이다.)
1. 7.124
2. 8.905
3. 10.048
4. 12.845
정답 2번
해설. ② 약 8.905
풀이: 역카르노 냉동기 COP = Q₂/W = T₂/(T₁−T₂)
T₁ = 24+273.15 = 297.15 K, T₂ = −6+273.15 = 267.15 K
COP = 267.15/30 ≒ 8.905
열펌프 성능계수로 보면 T₁/(T₁−T₂) ≒ 9.905가 된다.
풀이: 역카르노 냉동기 COP = Q₂/W = T₂/(T₁−T₂)
T₁ = 24+273.15 = 297.15 K, T₂ = −6+273.15 = 267.15 K
COP = 267.15/30 ≒ 8.905
열펌프 성능계수로 보면 T₁/(T₁−T₂) ≒ 9.905가 된다.
37번
다음 4개의 물질에 대해 비열비가 거의 동일하다고 가정할 때, 동일한 온도 T에서 음속이 가장 큰 것은?
1. Ar(평균분자량 : 40g/mol)
2. 공기(평균분자량 : 29g/mol)
3. CO(평균분자량 : 28g/mol)
4. H₂(평균분자량 : 2g/mol)
정답 4번
해설. ④ H₂
이상기체의 음속 a = √(kRT) = √(kR̄T/M) 이므로 비열비 k와 온도 T가 같으면 음속은 분자량 M의 제곱근에 반비례한다.
분자량이 가장 작은 H₂(2 g/mol)의 음속이 가장 크다. (공기 대비 약 √(29/2) ≒ 3.8배)
이상기체의 음속 a = √(kRT) = √(kR̄T/M) 이므로 비열비 k와 온도 T가 같으면 음속은 분자량 M의 제곱근에 반비례한다.
분자량이 가장 작은 H₂(2 g/mol)의 음속이 가장 크다. (공기 대비 약 √(29/2) ≒ 3.8배)
38번
카르노사이클에서 온도 T의 고열원으로부터 열량 Q를 흡수하고, 온도 T₀의 저열원으로 열량 Q₀를 방출할 때, 방출열량 Q₀에 대한 식으로 옳은 것은? (단, ηc는 카르노사이클의 열효율이다.)
1. (1 − T₀/T)Q
2. (1 + ηc)Q
3. (1 − ηc)Q
4. (1 + T₀/T)Q
정답 3번
해설. ③ (1 − ηc)Q
카르노 효율 ηc = W/Q = 1 − Q₀/Q = 1 − T₀/T 이므로 Q₀ = Q − W = (1 − ηc)Q = (T₀/T)Q
① (1 − T₀/T)Q = ηc·Q는 방출열이 아니라 사이클이 한 일 W이다. ②·④는 Q보다 커서 에너지 보존에 어긋난다.
카르노 효율 ηc = W/Q = 1 − Q₀/Q = 1 − T₀/T 이므로 Q₀ = Q − W = (1 − ηc)Q = (T₀/T)Q
① (1 − T₀/T)Q = ηc·Q는 방출열이 아니라 사이클이 한 일 W이다. ②·④는 Q보다 커서 에너지 보존에 어긋난다.
39번
0℃, 1기압(101.3kPa) 하에 공기 10m³가 있다. 이를 정압 조건으로 80℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 정압비열은 1.0kJ/(kg·K)이고, 정적비열은 0.71kJ/(kg·K)이며 공기의 분자량은 28.96kg/kmol이다.)
1. 238
2. 546
3. 1033
4. 2320
정답 3번
해설. ③ 약 1033 kJ
풀이: 기체상수 R = 8.314/28.96 ≒ 0.2871 kJ/(kg·K)
질량 m = PV/(RT) = 101.3×10/(0.2871×273.15) ≒ 12.92 kg
정압 가열량 Q = m·cₚ·ΔT = 12.92×1.0×80 ≒ 1033 kJ
정적비열은 정적 가열일 때 쓰는 값이다.
풀이: 기체상수 R = 8.314/28.96 ≒ 0.2871 kJ/(kg·K)
질량 m = PV/(RT) = 101.3×10/(0.2871×273.15) ≒ 12.92 kg
정압 가열량 Q = m·cₚ·ΔT = 12.92×1.0×80 ≒ 1033 kJ
정적비열은 정적 가열일 때 쓰는 값이다.
40번
보일러의 게이지 압력이 800kPa일 때 수은기압계가 측정한 대기 압력이 856mmHg를 지시했다면 보일러 내의 절대압력은 약 몇 kPa인가?
1. 810
2. 914
3. 1320
4. 1656
정답 2번
해설. ② 약 914 kPa
풀이: 대기압 = 856/760 × 101.325 ≒ 114.1 kPa
절대압력 = 게이지압력 + 대기압 = 800 + 114.1 ≒ 914 kPa
수은주 760 mmHg = 101.325 kPa로 환산한다.
풀이: 대기압 = 856/760 × 101.325 ≒ 114.1 kPa
절대압력 = 게이지압력 + 대기압 = 800 + 114.1 ≒ 914 kPa
수은주 760 mmHg = 101.325 kPa로 환산한다.
계측방법
41번
다음 제어방식 중 잔류편차(off set)를 제거하여 응답시간이 가장 빠르며 진동이 제거되는 제어방식은?
1. P
2. I
3. PI
4. PID
정답 4번
해설. ④ PID
PID 제어는 비례(P)동작으로 기본 제어를 하고, 적분(I)동작으로 잔류편차(오프셋)를 없애며, 미분(D)동작으로 편차 변화에 앞서 대응하여 응답을 빠르게 하고 진동(오버슈트)을 억제한다.
① P는 잔류편차가 남고, ② I는 응답이 느리며, ③ PI는 오프셋은 없으나 응답이 늦고 진동이 생기기 쉽다.
PID 제어는 비례(P)동작으로 기본 제어를 하고, 적분(I)동작으로 잔류편차(오프셋)를 없애며, 미분(D)동작으로 편차 변화에 앞서 대응하여 응답을 빠르게 하고 진동(오버슈트)을 억제한다.
① P는 잔류편차가 남고, ② I는 응답이 느리며, ③ PI는 오프셋은 없으나 응답이 늦고 진동이 생기기 쉽다.
42번
보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 가장 적합한 유량계는?
1. 면적식 유량계
2. 차압식 유량계
3. 열선식 유량계
4. 용적식 유량계
정답 3번
해설. ③ 열선식 유량계
열선식 유량계는 가열된 열선이 기체 흐름에 빼앗기는 열량으로 유속·유량을 구하므로 공기 등 기체의 유량 측정에 적합하고 압력손실이 거의 없다. 보일러 공기예열기의 공기유량 측정에 흔히 쓰인다.
④ 용적식은 주로 적산용, ① 면적식은 소유량, ② 차압식은 교축에 의한 압력손실이 생긴다.
열선식 유량계는 가열된 열선이 기체 흐름에 빼앗기는 열량으로 유속·유량을 구하므로 공기 등 기체의 유량 측정에 적합하고 압력손실이 거의 없다. 보일러 공기예열기의 공기유량 측정에 흔히 쓰인다.
④ 용적식은 주로 적산용, ① 면적식은 소유량, ② 차압식은 교축에 의한 압력손실이 생긴다.
43번
다음 유량계 종류 중에서 적산식 유량계는?
1. 용적식 유량계
2. 차압식 유량계
3. 면적식 유량계
4. 동압식 유량계
정답 1번
해설. ① 용적식 유량계
용적식 유량계(오벌·루츠·회전원판·가스미터 등)는 일정 용적의 계량실로 유체를 퍼내는 횟수를 세어 통과량을 적산하므로 적산식 유량계의 대표이다.
②·③·④ 차압식·면적식·동압식은 순간 유량(유속)을 측정하는 방식이다.
용적식 유량계(오벌·루츠·회전원판·가스미터 등)는 일정 용적의 계량실로 유체를 퍼내는 횟수를 세어 통과량을 적산하므로 적산식 유량계의 대표이다.
②·③·④ 차압식·면적식·동압식은 순간 유량(유속)을 측정하는 방식이다.
44번
다음 연소가스 중 미연소가스계로 측정 가능한 것은?
1. CO
2. CO₂
3. NH₃
4. CH₄
정답 1번
해설. ① CO
미연소가스계는 연소가스 중의 미연소 성분인 CO와 H₂를 산소와 함께 백금선 촉매로 연소시켜 생기는 온도 상승(저항 변화)으로 측정한다(CO+H₂계).
CO₂는 이미 완전연소한 가스이고 NH₃·CH₄는 미연소가스계의 측정 대상이 아니다.
미연소가스계는 연소가스 중의 미연소 성분인 CO와 H₂를 산소와 함께 백금선 촉매로 연소시켜 생기는 온도 상승(저항 변화)으로 측정한다(CO+H₂계).
CO₂는 이미 완전연소한 가스이고 NH₃·CH₄는 미연소가스계의 측정 대상이 아니다.
45번
가스 크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기를 의미하는 것은?
1. ECD
2. FID
3. HCD
4. FTD
정답 2번
해설. ② FID
FID(Flame Ionization Detector)는 수소염 이온화 검출기로 탄화수소 검출 감도가 높다.
① ECD는 전자포획 검출기(할로겐 화합물), ③ HCD는 수소염 이온화 검출기가 아니며(열전도도 검출기는 TCD), ④ FTD는 알칼리 열이온화(질소·인) 검출기이다.
FID(Flame Ionization Detector)는 수소염 이온화 검출기로 탄화수소 검출 감도가 높다.
① ECD는 전자포획 검출기(할로겐 화합물), ③ HCD는 수소염 이온화 검출기가 아니며(열전도도 검출기는 TCD), ④ FTD는 알칼리 열이온화(질소·인) 검출기이다.
46번
시즈(sheath) 열전대의 특징이 아닌 것은?
1. 응답속도가 빠르다.
2. 국부적인 온도측정에 적합하다.
3. 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다.
4. 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.
정답 4번
해설. ④ 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.(틀림)
시즈 열전대는 열전대선을 무기 절연물(MgO)과 함께 금속 보호관(시즈)에 넣어 가늘게 늘인 것으로, 가늘면서도 기계적 강도가 커서 진동이 심한 곳에도 사용할 수 있다.
① 열용량이 작아 응답이 빠르고, ② 국부 온도 측정에 적합하며, ③ 피측온체의 온도를 거의 떨어뜨리지 않는다.
시즈 열전대는 열전대선을 무기 절연물(MgO)과 함께 금속 보호관(시즈)에 넣어 가늘게 늘인 것으로, 가늘면서도 기계적 강도가 커서 진동이 심한 곳에도 사용할 수 있다.
① 열용량이 작아 응답이 빠르고, ② 국부 온도 측정에 적합하며, ③ 피측온체의 온도를 거의 떨어뜨리지 않는다.
47번
전기 저항식 온도계 중 백금(Pt) 측온 저항체에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.
2. 측정온도는 최고 약 500℃ 정도이다.
3. 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다.
4. 온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다.
정답 1번
해설. ① 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.(틀림)
백금 측온저항체는 0℃에서 100Ω(Pt100)을 표준으로 한다.
②·③·④ 측정 범위는 약 −200~500℃, 저항온도계수는 비교적 작으나 안정성·재현성이 좋고, 보호관 때문에 시간 지연이 생긴다.
백금 측온저항체는 0℃에서 100Ω(Pt100)을 표준으로 한다.
②·③·④ 측정 범위는 약 −200~500℃, 저항온도계수는 비교적 작으나 안정성·재현성이 좋고, 보호관 때문에 시간 지연이 생긴다.
48번
스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법으로 정밀도는 낮으나 조작이 간단한 것은?
1. 영위법
2. 치환법
3. 편위법
4. 보상법
정답 3번
해설. ③ 편위법
편위법은 측정량이 원인이 되어 생긴 지시(스프링의 늘어남, 부르동관의 변위 등)로 측정량을 읽는 방법으로, 조작이 간단하나 정밀도는 낮다.
① 영위법은 기준량과 평형시켜 0을 맞추는 방법(천칭), ② 치환법은 기지량과 바꿔 비교, ④ 보상법은 차이를 보상해 측정하는 방법이다.
편위법은 측정량이 원인이 되어 생긴 지시(스프링의 늘어남, 부르동관의 변위 등)로 측정량을 읽는 방법으로, 조작이 간단하나 정밀도는 낮다.
① 영위법은 기준량과 평형시켜 0을 맞추는 방법(천칭), ② 치환법은 기지량과 바꿔 비교, ④ 보상법은 차이를 보상해 측정하는 방법이다.
49번
-200~500℃의 측정범위를 가지며 측온저항체 소선으로 주로 사용되는 저항소자는?
1. 구리선
2. 백금선
3. Ni선
4. 서미스터
정답 2번
해설. ② 백금선
백금 측온저항체는 약 −200~500℃ 범위에서 쓰이며 안정성·재현성이 좋아 가장 널리 쓰인다.
① 구리선은 약 0~120℃, ③ Ni선은 약 −50~150℃, ④ 서미스터는 약 −100~300℃ 범위의 저항소자이다.
백금 측온저항체는 약 −200~500℃ 범위에서 쓰이며 안정성·재현성이 좋아 가장 널리 쓰인다.
① 구리선은 약 0~120℃, ③ Ni선은 약 −50~150℃, ④ 서미스터는 약 −100~300℃ 범위의 저항소자이다.
50번
저항식 습도계의 특징으로 틀린 것은?
1. 저온도의 측정이 가능하다.
2. 응답이 늦고 정도가 좋지 않다.
3. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.
4. 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다.
정답 2번
해설. ② 응답이 늦고 정도가 좋지 않다.(틀림)
저항식(전기저항식) 습도계는 염화리튬 등 흡습 물질의 저항 변화를 교류전압으로 측정해 상대습도를 나타내며, 응답이 빠르고 정도가 좋다.
① 저온에서도 측정할 수 있고, ③ 전기 신호이므로 연속 기록·원격 측정·자동 제어에 쓰이며, ④ 직류를 쓰면 분극이 생기므로 교류를 쓴다.
저항식(전기저항식) 습도계는 염화리튬 등 흡습 물질의 저항 변화를 교류전압으로 측정해 상대습도를 나타내며, 응답이 빠르고 정도가 좋다.
① 저온에서도 측정할 수 있고, ③ 전기 신호이므로 연속 기록·원격 측정·자동 제어에 쓰이며, ④ 직류를 쓰면 분극이 생기므로 교류를 쓴다.
51번
다음 액주계에서 r, r₁이 비중량을 표시할 때 압력(Pₓ)을 구하는 식은?
1. Pₓ = r₁h + rℓ
2. Pₓ = r₁h − rℓ
3. Pₓ = r₁ℓ − rh
4. Pₓ = r₁ℓ + rh
정답 2번
해설. ② Pₓ = r₁h − rℓ
풀이: 왼쪽 관의 액체 r과 U자관 액체 r₁의 경계면을 지나는 기준면에서 양쪽 압력이 같다.
왼쪽: Pₓ + rℓ, 오른쪽(대기 개방, 게이지압 기준): r₁h
Pₓ + rℓ = r₁h → Pₓ = r₁h − rℓ
풀이: 왼쪽 관의 액체 r과 U자관 액체 r₁의 경계면을 지나는 기준면에서 양쪽 압력이 같다.
왼쪽: Pₓ + rℓ, 오른쪽(대기 개방, 게이지압 기준): r₁h
Pₓ + rℓ = r₁h → Pₓ = r₁h − rℓ
52번
다음 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?
1. 저항 온도계
2. 열전대 온도계
3. 유리제 온도계
4. 광전관 온도계
정답 4번
해설. ④ 광전관 온도계
광전관 온도계는 비접촉식 고온계로 약 700~3000℃의 고온을 측정할 수 있다.
① 저항 온도계(백금)는 약 500℃ 전후, ② 열전대(PR형)는 약 1600℃, ③ 유리제(수은) 온도계는 약 350℃(질소 봉입 시 약 600℃)까지이다.
광전관 온도계는 비접촉식 고온계로 약 700~3000℃의 고온을 측정할 수 있다.
① 저항 온도계(백금)는 약 500℃ 전후, ② 열전대(PR형)는 약 1600℃, ③ 유리제(수은) 온도계는 약 350℃(질소 봉입 시 약 600℃)까지이다.
53번
원인을 알 수 없는 오차로서 측정할 때마다 측정값이 일정하지 않고 분포현상을 일으키는 오차는?
1. 과오에 의한 오차
2. 계통적 오차
3. 계량기 오차
4. 우연 오차
정답 4번
해설. ④ 우연 오차
우연 오차는 원인을 알 수 없거나 제어할 수 없는 요인으로 생기는 오차로, 측정할 때마다 값이 흩어져 정규분포를 이루며 여러 번 측정해 평균하면 줄일 수 있다.
① 과오(과실) 오차는 측정자의 부주의, ② 계통적 오차는 원인이 분명해 보정할 수 있는 오차, ③ 계량기 오차는 계통적 오차의 일종이다.
우연 오차는 원인을 알 수 없거나 제어할 수 없는 요인으로 생기는 오차로, 측정할 때마다 값이 흩어져 정규분포를 이루며 여러 번 측정해 평균하면 줄일 수 있다.
① 과오(과실) 오차는 측정자의 부주의, ② 계통적 오차는 원인이 분명해 보정할 수 있는 오차, ③ 계량기 오차는 계통적 오차의 일종이다.
54번
피토관으로 측정한 동압이 10mmH₂O일 때 유속이 15m/s이었다면 동압이 20mmH₂O일 때의 유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 중력가속도는 9.8m/s²이다.)
1. 18
2. 21.2
3. 30
4. 40.2
정답 2번
해설. ② 약 21.2 m/s
풀이: 피토관 유속 v = √(2gΔh) 이므로 유속은 동압의 제곱근에 비례한다.
v₂ = v₁×√(20/10) = 15×√2 ≒ 21.2 m/s
풀이: 피토관 유속 v = √(2gΔh) 이므로 유속은 동압의 제곱근에 비례한다.
v₂ = v₁×√(20/10) = 15×√2 ≒ 21.2 m/s
55번
차압식 유량계에서 교축 상류 및 하류에서의 압력이 P₁, P₂일 때 체적 유량이 Q₁이라면, 압력이 각각 처음보다 2배만큼씩 증가했을 때의 Q₂는 얼마인가?
1. Q₂ = 2Q₁
2. Q₂ = (1/2)Q₁
3. Q₂ = √2·Q₁
4. Q₂ = (1/√2)Q₁
정답 3번
해설. ③ Q₂ = √2·Q₁
풀이: 차압식 유량계의 유량 Q = CA√(2(P₁−P₂)/ρ) 이므로 Q ∝ √(P₁−P₂)
압력이 각각 2배가 되면 차압 2P₁−2P₂ = 2(P₁−P₂)
Q₂ = Q₁×√2
풀이: 차압식 유량계의 유량 Q = CA√(2(P₁−P₂)/ρ) 이므로 Q ∝ √(P₁−P₂)
압력이 각각 2배가 되면 차압 2P₁−2P₂ = 2(P₁−P₂)
Q₂ = Q₁×√2
56번
다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?
1. 고체팽창식
2. 기체팽창식
3. 액체팽창식
4. 증기팽창식
정답 1번
해설. ① 고체팽창식
압력식 온도계는 밀폐된 감온부 안의 액체·기체·증기가 온도에 따라 팽창하여 생기는 압력 변화를 부르동관으로 지시하는 온도계로, 액체팽창식·기체팽창식·증기(증기압)팽창식이 있다.
고체팽창식(바이메탈 온도계)은 압력을 이용하지 않는다.
압력식 온도계는 밀폐된 감온부 안의 액체·기체·증기가 온도에 따라 팽창하여 생기는 압력 변화를 부르동관으로 지시하는 온도계로, 액체팽창식·기체팽창식·증기(증기압)팽창식이 있다.
고체팽창식(바이메탈 온도계)은 압력을 이용하지 않는다.
57번
편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어동작은?
1. 온ㆍ오프동작
2. 다위치동작
3. 적분동작
4. 비례동작
정답 1번
해설. ① 온·오프동작
온·오프(2위치) 동작은 편차가 정(+)이면 조작량을 최대, 부(−)이면 최소(또는 그 반대)로 하는 불연속 동작이다.
② 다위치동작은 3개 이상의 위치, ③ 적분동작은 편차의 누적값에, ④ 비례동작은 편차의 크기에 비례해 조작량을 연속적으로 바꾼다.
온·오프(2위치) 동작은 편차가 정(+)이면 조작량을 최대, 부(−)이면 최소(또는 그 반대)로 하는 불연속 동작이다.
② 다위치동작은 3개 이상의 위치, ③ 적분동작은 편차의 누적값에, ④ 비례동작은 편차의 크기에 비례해 조작량을 연속적으로 바꾼다.
58번
정전 용량식 액면계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 측정범위가 넓다.
2. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
3. 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다.
4. 습기가 있거나 전극에 피측정제를 부착하는 곳에는 부적당하다.
정답 3번
해설. ③ 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다.(틀림)
정전용량식 액면계는 전극과 탱크 사이의 정전용량이 액면 높이(유전율 차이)에 따라 변하는 것을 이용하므로, 유전율이 온도에 따라 변하는 곳에서는 오차가 커 사용하기 어렵다.
①·②는 장점이고, ④ 습기나 전극에 측정물이 부착되면 오차가 생겨 부적당하다.
정전용량식 액면계는 전극과 탱크 사이의 정전용량이 액면 높이(유전율 차이)에 따라 변하는 것을 이용하므로, 유전율이 온도에 따라 변하는 곳에서는 오차가 커 사용하기 어렵다.
①·②는 장점이고, ④ 습기나 전극에 측정물이 부착되면 오차가 생겨 부적당하다.
59번
출력 측의 신호를 입력 측에 되돌려 비교하는 제어방법은?
1. 인터록(inter lock)
2. 시퀀스(sequence)
3. 피드백(feed back)
4. 리셋(reset)
정답 3번
해설. ③ 피드백(feed back)
피드백 제어는 출력(제어량)을 검출해 입력 측(목표값)으로 되돌려 비교하고 그 편차를 줄이도록 정정 동작을 하는 폐루프 제어이다.
① 인터록은 조건이 맞지 않으면 다음 동작을 막는 안전 회로, ② 시퀀스는 미리 정한 순서대로 진행하는 제어, ④ 리셋은 적분동작 또는 초기화를 뜻한다.
피드백 제어는 출력(제어량)을 검출해 입력 측(목표값)으로 되돌려 비교하고 그 편차를 줄이도록 정정 동작을 하는 폐루프 제어이다.
① 인터록은 조건이 맞지 않으면 다음 동작을 막는 안전 회로, ② 시퀀스는 미리 정한 순서대로 진행하는 제어, ④ 리셋은 적분동작 또는 초기화를 뜻한다.
60번
헴펠식(Hempel type) 가스분석장치에 흡수되는 가스와 사용하는 흡수제의 연결이 잘못된 것은?
1. CO - 차아황산소다
2. O₂ - 알칼리성 피로갈롤용액
3. CO₂ - 30% KOH 수용액
4. CₘHₙ - 진한 황산
정답 1번
해설. ① CO - 차아황산소다(틀림)
헴펠식 분석의 흡수제: CO₂ - 30% KOH 수용액, CₘHₙ - 발연황산(진한 황산), O₂ - 알칼리성 피로갈롤 용액, CO - 암모니아성 염화제1구리 용액
차아황산소다(하이드로설파이트)는 CO가 아니라 O₂ 흡수에 쓰이는 약제이다.
헴펠식 분석의 흡수제: CO₂ - 30% KOH 수용액, CₘHₙ - 발연황산(진한 황산), O₂ - 알칼리성 피로갈롤 용액, CO - 암모니아성 염화제1구리 용액
차아황산소다(하이드로설파이트)는 CO가 아니라 O₂ 흡수에 쓰이는 약제이다.
열설비재료 및 관계법규
61번
에너지이용 합리화법에 따라 특정열사용기자재의 설치ㆍ시공이나 세관을 업으로 하는 자는 어디에 등록을 하여야 하는가?
1. 행정안전부장관
2. 한국열관리시공협회
3. 한국에너지공단 이사장
4. 시ㆍ도지사
정답 4번
해설. ④ 시·도지사
에너지이용 합리화법 제37조에 따라 특정열사용기자재의 설치·시공이나 세관을 업(시공업)으로 하는 자는 「건설산업기본법」 제9조제1항에 따라 시·도지사에게 등록하여야 한다.
기후에너지환경부장관은 부실 시공 시 시·도지사에게 등록말소·영업정지를 요청할 수 있다(제38조).
에너지이용 합리화법 제37조에 따라 특정열사용기자재의 설치·시공이나 세관을 업(시공업)으로 하는 자는 「건설산업기본법」 제9조제1항에 따라 시·도지사에게 등록하여야 한다.
기후에너지환경부장관은 부실 시공 시 시·도지사에게 등록말소·영업정지를 요청할 수 있다(제38조).
62번
에너지이용 합리화법에 따라 대기전력 경고표지 대상 제품인 것은?
1. 디지털 카메라
2. 텔레비전
3. 셋톱박스
4. 유무선전화기
정답 4번
해설. ④ 유무선전화기
시행규칙 제14조의 대기전력경고표지대상제품은 프린터, 복합기, 전자레인지, 팩시밀리, 복사기, 스캐너, 오디오, DVD플레이어, 라디오카세트, 도어폰, 유무선전화기, 비데, 모뎀, 홈 게이트웨이이다.
디지털 카메라·텔레비전·셋톱박스는 현행 경고표지대상제품 목록에 없다.
시행규칙 제14조의 대기전력경고표지대상제품은 프린터, 복합기, 전자레인지, 팩시밀리, 복사기, 스캐너, 오디오, DVD플레이어, 라디오카세트, 도어폰, 유무선전화기, 비데, 모뎀, 홈 게이트웨이이다.
디지털 카메라·텔레비전·셋톱박스는 현행 경고표지대상제품 목록에 없다.
63번
에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않는 것은?
1. 열
2. 연료
3. 전기
4. 원자력
정답 4번
해설. ④ 원자력
에너지법 제2조에서 "에너지"란 연료·열 및 전기를 말하고, "연료"란 석유·가스·석탄 그 밖에 열을 발생하는 열원(제품 원료로 쓰이는 것 제외)을 말한다.
원자력은 에너지법의 에너지 정의에 열거되어 있지 않다.
에너지법 제2조에서 "에너지"란 연료·열 및 전기를 말하고, "연료"란 석유·가스·석탄 그 밖에 열을 발생하는 열원(제품 원료로 쓰이는 것 제외)을 말한다.
원자력은 에너지법의 에너지 정의에 열거되어 있지 않다.
64번
외경 61mm, 길이 100m인 배관 속을 100℃의 유체가 흐르고 외기온도는 20℃이다. 보온하기 전 배관의 표면 열전달률(α)이 12.3kcal/m²·h·℃ 이었다. 여기에 글라스울 보온통으로 시공하여 방산열량이 28kcal/m·h가 되었다면 보온효율은 얼마인가?
1. 44%
2. 56%
3. 85%
4. 93%
정답 3번
해설. ③ 약 85%
풀이: 보온 전 1 m당 방산열량 Q₀ = α·πD·ΔT = 12.3×π×0.061×(100−20) ≒ 188.6 kcal/m·h
보온효율 η = (Q₀ − Q)/Q₀ = (188.6 − 28)/188.6 ≒ 0.85 → 85%
길이 100m는 m당 값으로 계산하면 약분된다.
풀이: 보온 전 1 m당 방산열량 Q₀ = α·πD·ΔT = 12.3×π×0.061×(100−20) ≒ 188.6 kcal/m·h
보온효율 η = (Q₀ − Q)/Q₀ = (188.6 − 28)/188.6 ≒ 0.85 → 85%
길이 100m는 m당 값으로 계산하면 약분된다.
65번
도염식요는 조업방법에 의해 분류할 경우 어떤 형식에 속하는가?
1. 불연속식
2. 반연속식
3. 연속식
4. 불연속식과 연속식의 절충형식
정답 1번
해설. ① 불연속식
도염식요(꺾임불꽃가마)는 가마 안에 제품을 넣고 가열·냉각한 뒤 꺼내는 단가마로, 1회 조업마다 작업이 끊기는 불연속식 가마이다.
반연속식은 등요·셔틀요, 연속식은 윤요(고리가마)·터널요가 대표적이다.
도염식요(꺾임불꽃가마)는 가마 안에 제품을 넣고 가열·냉각한 뒤 꺼내는 단가마로, 1회 조업마다 작업이 끊기는 불연속식 가마이다.
반연속식은 등요·셔틀요, 연속식은 윤요(고리가마)·터널요가 대표적이다.
66번
원관을 흐르는 층류에 있어서 유량의 변화는?
1. 관의 반지름의 제곱에 반비례해서 변한다.
2. 압력강하에 반비례하여 변한다.
3. 점성계수에 비례하여 변한다.
4. 관의 길이에 반비례해서 변한다.
정답 4번
해설. ④ 관의 길이에 반비례해서 변한다.
원관 층류의 하겐-푸아죄유 식 Q = πΔP·r⁴/(8μL) 이므로 유량은 반지름의 4제곱과 압력강하에 비례하고, 점성계수와 관 길이에 반비례한다.
①·②·③은 이 관계와 반대이다.
원관 층류의 하겐-푸아죄유 식 Q = πΔP·r⁴/(8μL) 이므로 유량은 반지름의 4제곱과 압력강하에 비례하고, 점성계수와 관 길이에 반비례한다.
①·②·③은 이 관계와 반대이다.
67번
에너지이용 합리화법에 따라 에너지공급자의 수요관리 투자계획에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 한국지역난방공사는 수요관리투자계획 수립대상이 되는 에너지공급자이다.
2. 연차별 수요관리투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하여야 한다.
3. 제출된 수요관리투자 계획을 변경하는 경우에는 그 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출하여야 한다.
4. 수요관리투자계획 시행 결과는 다음 연도 6월 말일까지 산업통상부장관 및 기후에너지환경부장관에게 제출하여야 한다.
정답 4번
해설. ④ 시행 결과 제출 기한이 틀림
시행령 제16조: 수요관리투자계획 수립 대상 에너지공급자는 한국전력공사, 한국가스공사, 한국지역난방공사 등이고, 연차별 투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지, 그 시행 결과는 다음 연도 2월 말일까지 제출하며, 변경 시 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출한다.
따라서 "6월 말일까지"가 틀렸다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 시행령 기준에 맞게 보기를 고쳤다.
시행령 제16조: 수요관리투자계획 수립 대상 에너지공급자는 한국전력공사, 한국가스공사, 한국지역난방공사 등이고, 연차별 투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지, 그 시행 결과는 다음 연도 2월 말일까지 제출하며, 변경 시 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출한다.
따라서 "6월 말일까지"가 틀렸다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 시행령 기준에 맞게 보기를 고쳤다.
68번
요로 내에서 생성된 연소가스의 흐름에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋다.
2. 같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 천정쪽으로 흐른다.
3. 가연성가스를 포함하는 연소가스는 흐르면서 연소가 진행된다.
4. 연소가스는 일반적으로 가열실 내에 충만되어 흐르는 것이 좋다.
정답 1번
해설. ① 가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋다.(틀림)
가열물 주변에 저온 가스가 머무르면 전열이 나빠지고 가열이 고르지 않으므로, 고온 가스가 가열물 주위를 고르게 흐르도록 해야 한다.
② 고온 가스는 가벼워 천장 쪽으로 흐르고, ③ 가연성 가스는 흐르면서 연소가 진행되며, ④ 연소가스가 가열실 안에 충만하게 흐르는 것이 좋다.
가열물 주변에 저온 가스가 머무르면 전열이 나빠지고 가열이 고르지 않으므로, 고온 가스가 가열물 주위를 고르게 흐르도록 해야 한다.
② 고온 가스는 가벼워 천장 쪽으로 흐르고, ③ 가연성 가스는 흐르면서 연소가 진행되며, ④ 연소가스가 가열실 안에 충만하게 흐르는 것이 좋다.
69번
에너지이용 합리화법에 따라 에너지사용계획을 수립하여 기후에너지환경부장관에게 제출하여야 하는 사업주관자가 실시하려는 사업의 종류가 아닌 것은?
1. 도시개발사업
2. 항만건설사업
3. 관광단지개발사업
4. 박람회 조경사업
정답 4번
해설. ④ 박람회 조경사업
시행령 제20조제1항: 에너지사용계획 제출 대상 사업은 도시개발사업, 산업단지개발사업, 에너지개발사업, 항만건설사업, 철도건설사업, 공항건설사업, 관광단지개발사업, 개발촉진지구개발사업 또는 지역종합개발사업이다.
박람회 조경사업은 포함되지 않는다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 시행령 기준에 맞게 문제의 소관 부처를 고쳤다.
시행령 제20조제1항: 에너지사용계획 제출 대상 사업은 도시개발사업, 산업단지개발사업, 에너지개발사업, 항만건설사업, 철도건설사업, 공항건설사업, 관광단지개발사업, 개발촉진지구개발사업 또는 지역종합개발사업이다.
박람회 조경사업은 포함되지 않는다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 시행령 기준에 맞게 문제의 소관 부처를 고쳤다.
70번
샤모트(chamotte) 벽돌의 원료로서 샤모트 이외에 가소성 생점토(生粘土)를 가하는 주된 이유는?
1. 치수 안정을 위하여
2. 열전도성을 좋게 하기 위하여
3. 성형 및 소결성을 좋게 하기 위하여
4. 건조 소성, 수축을 미연에 방지하기 위하여
정답 3번
해설. ③ 성형 및 소결성을 좋게 하기 위하여
샤모트(한 번 구운 내화점토 분말)는 가소성이 없어 단독으로는 성형·결합이 어렵다. 그래서 가소성 생점토를 결합제로 섞어 성형성을 높이고 소성 시 잘 소결되게 한다.
샤모트 자체는 이미 수축을 마친 재료로 치수 안정과 수축 방지 역할을 하며, 생점토를 넣는 주목적은 그것이 아니다.
샤모트(한 번 구운 내화점토 분말)는 가소성이 없어 단독으로는 성형·결합이 어렵다. 그래서 가소성 생점토를 결합제로 섞어 성형성을 높이고 소성 시 잘 소결되게 한다.
샤모트 자체는 이미 수축을 마친 재료로 치수 안정과 수축 방지 역할을 하며, 생점토를 넣는 주목적은 그것이 아니다.
71번
일반적으로 압력 배관용에 사용되는 강관의 온도 범위는?
1. 800℃ 이하
2. 750℃ 이하
3. 550℃ 이하
4. 350℃ 이하
정답 4번
해설. ④ 350℃ 이하
압력배관용 탄소강관(SPPS)은 350℃ 이하에서 사용압력이 약 10 MPa 이하인 배관에 쓰인다.
350℃를 넘는 고온 배관에는 고온배관용 탄소강관(SPHT), 합금강 강관 등을 쓴다.
압력배관용 탄소강관(SPPS)은 350℃ 이하에서 사용압력이 약 10 MPa 이하인 배관에 쓰인다.
350℃를 넘는 고온 배관에는 고온배관용 탄소강관(SPHT), 합금강 강관 등을 쓴다.
72번
에너지이용 합리화법에 따라 가스를 사용하는 소형온수보일러인 경우 검사대상기기의 적용 기준은?
1. 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것
2. 가스사용량이 시간당 20kg을 초과하는 것
3. 가스사용량이 시간당 27kg을 초과하는 것
4. 가스사용량이 시간당 30kg을 초과하는 것
정답 1번
해설. ① 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것
시행규칙 별표 3의3(검사대상기기): 소형 온수보일러는 가스를 사용하는 것으로서 가스사용량이 17 kg/h(도시가스는 232.6 kW)를 초과하는 것이 검사대상기기이다.
②·③·④의 20·27·30 kg은 법령에 없는 기준이다.
시행규칙 별표 3의3(검사대상기기): 소형 온수보일러는 가스를 사용하는 것으로서 가스사용량이 17 kg/h(도시가스는 232.6 kW)를 초과하는 것이 검사대상기기이다.
②·③·④의 20·27·30 kg은 법령에 없는 기준이다.
73번
에너지이용 합리화법에 따라 열사용기자재 관리에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 계속사용검사는 검사유효기간의 만료일이 속하는 연도의 말까지 연기할 수 있으며, 연기하려는 자는 검사대상기기 검사연기 신청서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
2. 한국에너지공단이사장은 검사에 합격한 검사대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다.
3. 검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다.
4. 검사대상기기의 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우에는 폐기한 날부터 15일 이내에 검사대상기기 폐기신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
정답 3번
해설. ③ 검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다.(틀림)
시행규칙 제31조의28제2항: 선임·해임·퇴직 신고는 신고 사유가 발생한 날부터 30일 이내에 하여야 한다.
① 계속사용검사 연기(제31조의20), ② 검사증 검사일부터 7일 이내 발급(제31조의21), ④ 폐기한 날부터 15일 이내 폐기신고(제31조의23)는 맞는 설명이다.
시행규칙 제31조의28제2항: 선임·해임·퇴직 신고는 신고 사유가 발생한 날부터 30일 이내에 하여야 한다.
① 계속사용검사 연기(제31조의20), ② 검사증 검사일부터 7일 이내 발급(제31조의21), ④ 폐기한 날부터 15일 이내 폐기신고(제31조의23)는 맞는 설명이다.
74번
보온재 시공시 주의해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1. 사용개소의 온도에 적당한 보온재를 선택한다.
2. 보온재의 열전도성 및 내열성을 충분히 검토한 후 선택한다.
3. 사용처의 구조 및 크기 또는 위치 등에 적합한 것을 선택한다.
4. 가격이 가장 저렴한 것을 선택한다.
정답 4번
해설. ④ 가격이 가장 저렴한 것을 선택한다.
보온재는 사용 온도에 맞는 것, 열전도율이 작고 내열성·내구성이 좋은 것, 시공 장소의 구조·크기·위치에 적합한 것을 고르고, 경제성은 이런 성능을 만족한 뒤에 따진다.
가격만으로 선택하는 것은 시공 시 주의사항과 가장 거리가 멀다.
보온재는 사용 온도에 맞는 것, 열전도율이 작고 내열성·내구성이 좋은 것, 시공 장소의 구조·크기·위치에 적합한 것을 고르고, 경제성은 이런 성능을 만족한 뒤에 따진다.
가격만으로 선택하는 것은 시공 시 주의사항과 가장 거리가 멀다.
75번
에너지이용 합리화법에 따라 연간 에너지사용량이 30만 티오이인 자가 구역별로 나누어 에너지 진단을 하고자 할 때 에너지 진단주기는?
1. 1년
2. 2년
3. 3년
4. 5년
정답 3번
해설. ③ 3년
시행령 별표 3(에너지진단주기): 연간 에너지사용량 20만 티오이 이상인 자는 전체진단 5년, 부분진단 3년이다. 20만 티오이 이상인 자는 10만 티오이 이상의 사용량을 기준으로 구역별로 나누어 진단(부분진단)할 수 있다.
30만 티오이를 구역별로 나누어 진단하므로 주기는 3년이다.
시행령 별표 3(에너지진단주기): 연간 에너지사용량 20만 티오이 이상인 자는 전체진단 5년, 부분진단 3년이다. 20만 티오이 이상인 자는 10만 티오이 이상의 사용량을 기준으로 구역별로 나누어 진단(부분진단)할 수 있다.
30만 티오이를 구역별로 나누어 진단하므로 주기는 3년이다.
76번
에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 검사유효기간으로 틀린 것은?
1. 보일러의 개조검사는 2년이다.
2. 보일러의 계속사용검사 중 안전검사는 1년이다.
3. 압력용기의 계속사용검사는 2년이다.
4. 보일러의 설치장소 변경검사는 1년이다.
정답 1번
해설. ① 보일러의 개조검사는 2년이다.(틀림)
시행규칙 별표 3의5: 보일러의 설치검사·개조검사·설치장소 변경검사·재사용검사의 유효기간은 1년, 계속사용검사 중 안전검사는 보일러 1년, 압력용기 2년이다. (보일러 운전성능검사는 1년이나 고시 기준에 적합하면 2년)
따라서 보일러 개조검사는 1년이 맞다.
※ 현행 시행규칙 별표 3의5 기준에 맞게 보기를 고쳤다.
시행규칙 별표 3의5: 보일러의 설치검사·개조검사·설치장소 변경검사·재사용검사의 유효기간은 1년, 계속사용검사 중 안전검사는 보일러 1년, 압력용기 2년이다. (보일러 운전성능검사는 1년이나 고시 기준에 적합하면 2년)
따라서 보일러 개조검사는 1년이 맞다.
※ 현행 시행규칙 별표 3의5 기준에 맞게 보기를 고쳤다.
77번
다음 중 노체 상부로부터 노구(throat), 샤프트(shaft), 보시(bosh), 노상(hearth)으로 구성된 노(爐)는?
1. 평로
2. 고로
3. 전로
4. 코크스로
정답 2번
해설. ② 고로
고로(용광로)는 위에서부터 노구(throat)-샤프트(shaft)-보시(bosh)-노상(hearth)으로 구성되며, 철광석·코크스·석회석을 넣어 선철을 만든다.
① 평로·③ 전로는 제강로, ④ 코크스로는 석탄을 건류해 코크스를 만드는 노이다.
고로(용광로)는 위에서부터 노구(throat)-샤프트(shaft)-보시(bosh)-노상(hearth)으로 구성되며, 철광석·코크스·석회석을 넣어 선철을 만든다.
① 평로·③ 전로는 제강로, ④ 코크스로는 석탄을 건류해 코크스를 만드는 노이다.
78번
다음 보온재 중 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은?
1. 우레탄폼
2. 펄라이트
3. 세라믹 파이버
4. 규산칼슘 보온재
정답 1번
해설. ① 우레탄폼
유기질 보온재: 폴리우레탄폼, 폴리스티렌폼, 펠트, 코르크, 텍스류 등(사용 온도가 낮음)
② 펄라이트, ③ 세라믹 파이버, ④ 규산칼슘은 무기질 보온재이다.
유기질 보온재: 폴리우레탄폼, 폴리스티렌폼, 펠트, 코르크, 텍스류 등(사용 온도가 낮음)
② 펄라이트, ③ 세라믹 파이버, ④ 규산칼슘은 무기질 보온재이다.
79번
열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 입도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?
1. 머플로
2. 소성로
3. 풀림로
4. 소결로
정답 3번
해설. ③ 풀림로
풀림(어닐링)은 강을 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 뒤 서서히 냉각해 조직을 연화하고 결정립을 미세화하며 내부응력을 제거하는 열처리이고, 이를 하는 노가 풀림로이다.
① 머플로는 간접가열로, ② 소성로는 도자기 등을 굽는 노, ④ 소결로는 분말을 소결하는 노이다.
풀림(어닐링)은 강을 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 뒤 서서히 냉각해 조직을 연화하고 결정립을 미세화하며 내부응력을 제거하는 열처리이고, 이를 하는 노가 풀림로이다.
① 머플로는 간접가열로, ② 소성로는 도자기 등을 굽는 노, ④ 소결로는 분말을 소결하는 노이다.
80번
에너지이용 합리화법에 따라 에너지 사용량이 대통령령으로 정하는 기준량 이상인 자는 기후에너지환경부령으로 정하는 바에 따라 매년 언제까지 시·도지사에게 신고하여야 하는가?
1. 1월 31일까지
2. 3월 31일까지
3. 6월 30일까지
4. 12월 31일까지
정답 1번
해설. ① 1월 31일까지
법 제31조제1항: 에너지다소비사업자는 전년도 분기별 에너지사용량·제품생산량, 해당 연도 분기별 에너지사용예정량·제품생산예정량 등을 매년 1월 31일까지 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시·도지사에게 신고하여야 한다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 기준에 맞게 문제의 부령 명칭을 고쳤다.
법 제31조제1항: 에너지다소비사업자는 전년도 분기별 에너지사용량·제품생산량, 해당 연도 분기별 에너지사용예정량·제품생산예정량 등을 매년 1월 31일까지 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시·도지사에게 신고하여야 한다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 기준에 맞게 문제의 부령 명칭을 고쳤다.
열설비설계
81번
보일러 사용 중 저수위 사고의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1. 급수펌프가 고장이 났을 때
2. 급수내관이 스케일로 막혔을 때
3. 보일러의 부하가 너무 작을 때
4. 수위 검출기가 이상이 있을 때
정답 3번
해설. ③ 보일러의 부하가 너무 작을 때
저수위 사고는 증발량보다 급수량이 부족할 때 생긴다. 급수펌프 고장, 급수내관의 스케일 막힘, 수위 검출기(저수위 경보·차단장치) 이상, 급수밸브 고장, 분출밸브 누설 등이 원인이다.
부하가 작으면 증발량이 줄어 오히려 수위가 낮아지기 어렵다.
저수위 사고는 증발량보다 급수량이 부족할 때 생긴다. 급수펌프 고장, 급수내관의 스케일 막힘, 수위 검출기(저수위 경보·차단장치) 이상, 급수밸브 고장, 분출밸브 누설 등이 원인이다.
부하가 작으면 증발량이 줄어 오히려 수위가 낮아지기 어렵다.
82번
인젝터의 장ㆍ단점에 관한 설명으로 틀린 것은?
1. 급수를 예열하므로 열효율이 좋다.
2. 급수온도가 55℃ 이상으로 높으면 급수가 잘 된다.
3. 증기압이 낮으면 급수가 곤란하다.
4. 별도의 소요동력이 필요 없다.
정답 2번
해설. ② 급수온도가 55℃ 이상으로 높으면 급수가 잘 된다.(틀림)
인젝터는 증기의 분사력으로 급수하며, 급수온도가 높으면(약 50℃ 이상) 증기가 응축되지 않아 흡입·급수가 곤란해진다.
① 증기의 열로 급수가 예열되고, ③ 증기압이 낮으면(약 0.2 MPa 미만) 급수가 어려우며, ④ 별도의 동력이 필요 없다.
인젝터는 증기의 분사력으로 급수하며, 급수온도가 높으면(약 50℃ 이상) 증기가 응축되지 않아 흡입·급수가 곤란해진다.
① 증기의 열로 급수가 예열되고, ③ 증기압이 낮으면(약 0.2 MPa 미만) 급수가 어려우며, ④ 별도의 동력이 필요 없다.
83번
보일러 수 내의 산소를 제거할 목적으로 사용하는 약품이 아닌 것은?
1. 탄닌
2. 아황산 나트륨
3. 가성소다
4. 히드라진
정답 3번
해설. ③ 가성소다
탈산소제(산소 제거제)로는 아황산나트륨, 히드라진, 탄닌 등이 쓰인다.
가성소다(NaOH)는 보일러수의 pH·알칼리도를 높이는 pH 조정제이며 산소 제거 목적의 약품이 아니다.
탈산소제(산소 제거제)로는 아황산나트륨, 히드라진, 탄닌 등이 쓰인다.
가성소다(NaOH)는 보일러수의 pH·알칼리도를 높이는 pH 조정제이며 산소 제거 목적의 약품이 아니다.
84번
연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?
1. 과열기 → 절탄기 → 공기 예열기
2. 절탄기 → 과열기 → 공기 예열기
3. 공기 예열기 → 과열기 → 절탄기
4. 과열기 → 공기 예열기 → 절탄기
정답 1번
해설. ① 과열기 → 절탄기 → 공기 예열기
연소가스는 온도가 높은 쪽부터 과열기(가장 높은 온도 필요) → (재열기) → 절탄기(급수 예열) → 공기 예열기 순으로 지나며 열을 회수한 뒤 연도·굴뚝으로 나간다.
공기 예열기는 가장 낮은 온도의 배기가스로 연소용 공기를 데운다.
연소가스는 온도가 높은 쪽부터 과열기(가장 높은 온도 필요) → (재열기) → 절탄기(급수 예열) → 공기 예열기 순으로 지나며 열을 회수한 뒤 연도·굴뚝으로 나간다.
공기 예열기는 가장 낮은 온도의 배기가스로 연소용 공기를 데운다.
85번
최고사용압력이 1.5MPa를 초과한 강철제보일러의 수압시험압력은 그 최고사용압력의 몇 배로 하는가?
1. 1.5
2. 2
3. 2.5
4. 3
정답 1번
해설. ① 1.5
열사용기자재 검사기준(강철제보일러 수압시험압력): 최고사용압력 0.43 MPa 이하는 2배(최소 0.2 MPa), 0.43 MPa 초과 1.5 MPa 이하는 1.3배 + 0.3 MPa, 1.5 MPa 초과는 최고사용압력의 1.5배이다.
열사용기자재 검사기준(강철제보일러 수압시험압력): 최고사용압력 0.43 MPa 이하는 2배(최소 0.2 MPa), 0.43 MPa 초과 1.5 MPa 이하는 1.3배 + 0.3 MPa, 1.5 MPa 초과는 최고사용압력의 1.5배이다.
86번
판형 열교환기의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 구조상 압력손실이 적고 내압성은 크다.
2. 다수의 파형이나 반구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합한다.
3. 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도에도 적용할 수 있다.
4. 판의 매수 조절이 가능하여 전열면적 증감이 용이하다.
정답 1번
해설. ① 구조상 압력손실이 적고 내압성은 크다.(틀림)
판형 열교환기는 좁은 유로를 흐르므로 압력손실이 크고, 개스킷으로 판을 조립하므로 내압성이 작다.
② 파형·돌기를 프레스 성형한 판을 겹쳐 조립하고, ③ 분해·청소·조립이 쉬우며, ④ 판의 매수로 전열면적을 쉽게 늘리거나 줄일 수 있다.
판형 열교환기는 좁은 유로를 흐르므로 압력손실이 크고, 개스킷으로 판을 조립하므로 내압성이 작다.
② 파형·돌기를 프레스 성형한 판을 겹쳐 조립하고, ③ 분해·청소·조립이 쉬우며, ④ 판의 매수로 전열면적을 쉽게 늘리거나 줄일 수 있다.
87번
노통 연관 보일러의 노통 바깥면과 이에 가장 가까운 연관의 면과는 얼마 이상의 틈새를 두어야 하는가?
1. 5mm
2. 10mm
3. 20mm
4. 50mm
정답 4번
해설. ④ 50mm
열사용기자재 검사기준(노통연관보일러): 노통연관보일러의 노통 바깥면과 이것에 가장 가까운 연관의 면과는 50 mm 이상의 틈새를 두어야 한다. 노통의 신축과 물의 순환, 청소를 위한 것이다.
열사용기자재 검사기준(노통연관보일러): 노통연관보일러의 노통 바깥면과 이것에 가장 가까운 연관의 면과는 50 mm 이상의 틈새를 두어야 한다. 노통의 신축과 물의 순환, 청소를 위한 것이다.
88번
폭 150mm, 두께 10mm의 강판을 맞대기 용접한 이음에 3000kg의 인장하중이 작용할 때 용접부에 작용하는 인장응력은?
1. 2kg/cm²
2. 15kg/cm²
3. 100kg/cm²
4. 200kg/cm²
정답 4번
해설. ④ 200kg/cm²
풀이: 맞대기 용접이음의 인장응력 σ = W/(t·ℓ)
= 3000 kg / (1.0 cm × 15 cm) = 200 kg/cm²
폭 150 mm = 15 cm, 두께 10 mm = 1 cm로 환산한다.
풀이: 맞대기 용접이음의 인장응력 σ = W/(t·ℓ)
= 3000 kg / (1.0 cm × 15 cm) = 200 kg/cm²
폭 150 mm = 15 cm, 두께 10 mm = 1 cm로 환산한다.
89번
서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판(두께는 각각 5cm)이 A-B-C 순서로 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 정상 상태에서 A의 바깥면 온도가 T₁, A와 B의 경계면 온도가 T₂, B와 C의 경계면 온도가 T₃, C의 바깥면 온도가 T₄일 때, 어느 물질의 열전도도가 가장 작은가? (단, 온도 T₁=1000℃, T₂=800℃, T₃=550℃, T₄=250℃ 이다.)
1. A
2. B
3. C
4. 모두 같다.
정답 3번
해설. ③ C
풀이: 정상 상태에서 각 층을 지나는 열유속 q = k·ΔT/L이 같고 두께 L이 모두 5 cm로 같으므로 k ∝ 1/ΔT
ΔT: A = 1000−800 = 200℃, B = 800−550 = 250℃, C = 550−250 = 300℃
온도차가 가장 큰 C의 열전도도가 가장 작다. (kA : kB : kC = 1/200 : 1/250 : 1/300)
풀이: 정상 상태에서 각 층을 지나는 열유속 q = k·ΔT/L이 같고 두께 L이 모두 5 cm로 같으므로 k ∝ 1/ΔT
ΔT: A = 1000−800 = 200℃, B = 800−550 = 250℃, C = 550−250 = 300℃
온도차가 가장 큰 C의 열전도도가 가장 작다. (kA : kB : kC = 1/200 : 1/250 : 1/300)
90번
다음 보일러 중에서 드럼이 없는 구조의 보일러는?
1. 야로우 보일러
2. 슐저 보일러
3. 타쿠마 보일러
4. 베록스 보일러
정답 2번
해설. ② 슐저 보일러
슐저 보일러는 벤슨 보일러와 같은 관류보일러로, 드럼 없이 긴 관에 급수를 밀어 넣어 가열·증발·과열을 차례로 하는 구조이다.
① 야로우·③ 타쿠마는 드럼이 있는 자연순환식 수관보일러, ④ 베록스는 드럼을 갖춘 강제순환식 보일러이다.
슐저 보일러는 벤슨 보일러와 같은 관류보일러로, 드럼 없이 긴 관에 급수를 밀어 넣어 가열·증발·과열을 차례로 하는 구조이다.
① 야로우·③ 타쿠마는 드럼이 있는 자연순환식 수관보일러, ④ 베록스는 드럼을 갖춘 강제순환식 보일러이다.
91번
보일러의 발생증기가 보유한 열량이 3.2×10⁶kcal/h일 때 이 보일러의 상당 증발량은?
1. 2500kg/h
2. 3512kg/h
3. 5937kg/h
4. 6847kg/h
정답 3번
해설. ③ 약 5937kg/h
풀이: 상당증발량 Gₑ = 발생증기의 흡수열량/539 (100℃ 물의 증발잠열 539 kcal/kg)
= 3.2×10⁶ / 539 ≒ 5937 kg/h
풀이: 상당증발량 Gₑ = 발생증기의 흡수열량/539 (100℃ 물의 증발잠열 539 kcal/kg)
= 3.2×10⁶ / 539 ≒ 5937 kg/h
92번
압력용기를 옥내에 설치하는 경우에 관한 설명으로 옳은 것은?
1. 압력용기와 천장과의 거리는 압력용기 본체 상부로부터 1m 이상이어야 한다.
2. 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
3. 인접한 압력용기와의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
4. 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 1개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
정답 1번
해설. ① 압력용기와 천장과의 거리는 압력용기 본체 상부로부터 1m 이상이어야 한다.
열사용기자재 검사기준(압력용기 옥내설치): 천장과의 거리 본체 상부로부터 1 m 이상, 본체와 벽과의 거리 0.3 m 이상, 인접한 압력용기와의 거리 0.3 m 이상(한 장치를 이룬 경우 예외), 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 2개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
따라서 ②·③의 1 m, ④의 1개는 틀리다.
열사용기자재 검사기준(압력용기 옥내설치): 천장과의 거리 본체 상부로부터 1 m 이상, 본체와 벽과의 거리 0.3 m 이상, 인접한 압력용기와의 거리 0.3 m 이상(한 장치를 이룬 경우 예외), 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 2개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
따라서 ②·③의 1 m, ④의 1개는 틀리다.
93번
열의 이동에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다.
2. 대류란 유동 물체가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 현상을 말한다.
3. 복사란 전자파의 에너지 형태로 열이 고온 물체에서 저온 물체로 이동하는 현상을 말한다.
4. 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.
정답 4번
해설. ④ 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.(틀림)
열관류(열통과)는 고체 벽을 사이에 둔 두 유체 사이에서 열이 대류→전도→대류로 전달되는 현상이다. 보기의 설명은 자연대류(부력에 의한 상승)이다.
①·②·③은 전도·대류·복사의 올바른 설명이다.
열관류(열통과)는 고체 벽을 사이에 둔 두 유체 사이에서 열이 대류→전도→대류로 전달되는 현상이다. 보기의 설명은 자연대류(부력에 의한 상승)이다.
①·②·③은 전도·대류·복사의 올바른 설명이다.
94번
수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은?
1. 증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여
2. 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수하기 위하여
3. 증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여
4. 강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여
정답 2번
해설. ② 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수하기 위하여
만곡관(루프형·U형 신축 이음)은 증기관이 온도 변화로 늘고 줄 때 생기는 신축(열팽창)을 관의 휨으로 흡수해 배관과 기기에 무리한 힘이 걸리지 않게 한다.
응결수 배제는 증기트랩, 급수량 조절은 급수조절장치의 역할이다.
만곡관(루프형·U형 신축 이음)은 증기관이 온도 변화로 늘고 줄 때 생기는 신축(열팽창)을 관의 휨으로 흡수해 배관과 기기에 무리한 힘이 걸리지 않게 한다.
응결수 배제는 증기트랩, 급수량 조절은 급수조절장치의 역할이다.
95번
노통보일러에서 브레이징 스페이스란 무엇을 말하는가?
1. 노통과 가셋트 스테이와의 거리
2. 관군과 가셋트 스테이 사이의 거리
3. 동체와 노통 사이의 최소거리
4. 가셋트 스테이간의 거리
정답 1번
해설. ① 노통과 가셋트 스테이와의 거리
브레이징 스페이스(breathing space)는 노통보일러의 경판에 붙인 거싯 스테이 하단과 노통 상부 사이의 거리로, 노통의 신축을 흡수하기 위한 탄성 여유 공간이다. 경판 두께에 따라 최소 230 mm 이상을 둔다.
브레이징 스페이스(breathing space)는 노통보일러의 경판에 붙인 거싯 스테이 하단과 노통 상부 사이의 거리로, 노통의 신축을 흡수하기 위한 탄성 여유 공간이다. 경판 두께에 따라 최소 230 mm 이상을 둔다.
96번
보일러 성능시험 시 측정을 매 몇 분마다 실시하여야 하는가?
1. 5분
2. 10분
3. 15분
4. 20분
정답 2번
해설. ② 10분
열사용기자재 검사기준(보일러 성능시험 방법): 측정은 매 10분마다 실시하고, 수위는 최초 측정 시와 최종 측정 시가 일치하여야 한다.
열사용기자재 검사기준(보일러 성능시험 방법): 측정은 매 10분마다 실시하고, 수위는 최초 측정 시와 최종 측정 시가 일치하여야 한다.
97번
보일러 급수처리 방법에서 수중에 녹아있는 기체 중 탈기기 장치에서 분리, 제거하는 대표적 용존 가스는?
1. O₂, CO₂
2. SO₂, CO
3. NO₃, CO
4. NO₂, CO₂
정답 1번
해설. ① O₂, CO₂
탈기기는 급수를 가열·감압하여 용존 기체의 용해도를 낮춰 분리하는 장치로, 보일러 부식의 주원인인 용존 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂)를 제거한다.
②·③·④의 SO₂·CO·NO₃·NO₂는 급수의 대표적인 용존 가스가 아니다.
탈기기는 급수를 가열·감압하여 용존 기체의 용해도를 낮춰 분리하는 장치로, 보일러 부식의 주원인인 용존 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂)를 제거한다.
②·③·④의 SO₂·CO·NO₃·NO₂는 급수의 대표적인 용존 가스가 아니다.
98번
보일러의 연소가스에 의해 보일러 급수를 예열하는 장치는?
1. 절탄기
2. 과열기
3. 재열기
4. 복수기
정답 1번
해설. ① 절탄기
절탄기(economizer)는 연도의 배기가스 여열로 보일러 급수를 예열하는 장치다.
② 과열기는 포화증기를 과열증기로, ③ 재열기는 터빈에서 일부 팽창한 증기를 다시 가열, ④ 복수기는 터빈 배기를 응축시키는 장치이다.
절탄기(economizer)는 연도의 배기가스 여열로 보일러 급수를 예열하는 장치다.
② 과열기는 포화증기를 과열증기로, ③ 재열기는 터빈에서 일부 팽창한 증기를 다시 가열, ④ 복수기는 터빈 배기를 응축시키는 장치이다.
99번
두께 25mm인 철판의 넓이 1m²당 전열량이 매시간 2000kcal가 되려면 양면의 온도차는 얼마여야 하는가? (단, 철판의 열전도율은 50kcal/m·h·℃ 이다.)
1. 1℃
2. 2℃
3. 3℃
4. 4℃
정답 1번
해설. ① 1℃
풀이: 평판 전도 Q = k·A·ΔT/L → ΔT = Q·L/(k·A)
= 2000×0.025/(50×1) = 1℃
두께 25 mm = 0.025 m로 환산한다.
풀이: 평판 전도 Q = k·A·ΔT/L → ΔT = Q·L/(k·A)
= 2000×0.025/(50×1) = 1℃
두께 25 mm = 0.025 m로 환산한다.
100번
보일러 안전사고의 종류가 아닌 것은?
1. 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열
2. 보일러 내의 스케일 부착
3. 동체, 노통, 화실의 압궤 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출
4. 연도나 노 내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
정답 2번
해설. ② 보일러 내의 스케일 부착
보일러 안전사고에는 노통·수관·연관 등의 파열·균열, 동체·노통·화실의 압궤 및 전열면의 팽출, 연도나 노 내의 가스폭발·역화 등 이상연소가 있다.
스케일 부착은 전열 저하·과열의 원인이 되는 수질 관리상의 장애이며 그 자체가 안전사고는 아니다.
보일러 안전사고에는 노통·수관·연관 등의 파열·균열, 동체·노통·화실의 압궤 및 전열면의 팽출, 연도나 노 내의 가스폭발·역화 등 이상연소가 있다.
스케일 부착은 전열 저하·과열의 원인이 되는 수질 관리상의 장애이며 그 자체가 안전사고는 아니다.
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