공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2014-08-17)

공조냉동기계기사(구)
(2014-08-17 기출문제)

목록

1과목: 기계열역학

1. 이상기체 프로판(C3H8, 분자량 M=44)의 상태는 온도 20℃, 압력 300 kPa 이다. 이것을 52 L(liter)의 내압 용기에 넣을 경우 적당한 프로판의 질량은? (단, 일반기체상수는 8.314 kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 0.282 kg
  2. 0.182 kg
  3. 0.414 kg
  4. 0.318 kg
(정답률: 73%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 주어진 온도, 압력, 체적 조건에서 가스 질량을 계산합니다. 이때 기체상수 $R = \frac{R_{u}}{M}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$m = \frac{PV M}{R_{u} T}$$
    ② [숫자 대입] $$m = \frac{300 \times 0.052 \times 44}{8.314 \times (273.15 + 20)}$$
    ③ [최종 결과] $$m = 0.282\text{ kg}$$
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2. 다음 그림과 같은 오토사이클의 열효율은? (단, T1=300K, T2=689K, T3=2364K, T4=1029 K이고, 정적비열은 일정하다.)

  1. 37.5%
  2. 43.5%
  3. 56.5%
  4. 62.5%
(정답률: 62%)
  • 오토사이클의 열효율은 각 지점의 온도 관계를 통해 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{T_4 - T_1}{T_3 - T_2}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{1029 - 300}{2364 - 689}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.565$$
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3. 카르노 사이클이 500 K의 고온체에서 360 kJ의 열을 받아서 300K의 저온체에 열을 방출한다면 이 카르노 사이클의 출력일은 얼마인가?

  1. 120 kJ
  2. 144 kJ
  3. 216 kJ
  4. 599 kJ
(정답률: 71%)
  • 카르노 사이클의 출력일은 고온부에서 받은 열량에 온도 효율을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$W = Q_{1} \times \frac{T_{1}-T_{2}}{T_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $$W = 360 \times \frac{500-300}{500}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 144 \text{ kJ}$$
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4. 5 kg의 산소가 정압 하에서 체적이 0.2m3에서 0.6m3로 증가했다. 산소를 이상기체로 보고 정압비열 Cp=0.92 kJ/kg℃로 하여 엔트오피의 변화를 구하였을 때 그 값은 얼마인가?

  1. 1.587 kJ/K
  2. 2.746 kJ/K
  3. 5.054 kJ/K
  4. 6.507 kJ/K
(정답률: 75%)
  • 정압 과정에서 이상기체의 엔트로피 변화량은 질량, 정압비열, 그리고 체적 변화의 자연로그 값의 곱으로 계산합니다.
    ① $$\Delta S = m \times C_p \times \ln \frac{V_2}{V_1}$$
    ② $$\Delta S = 5 \times 0.92 \times \ln \frac{0.6}{0.2}$$
    ③ $$\Delta S = 5.054 \text{ kJ/K}$$
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5. 공기압축기로 애초 2kg의 공기가 연속적으로 유입된다. 공기에 50kW의 일을 투입하여 공기의 비엔탈피가 20 kJ/kg 증가하면, 이 과정동안 공기로부터 방출된 열량은 얼마인가?

  1. 102 kW
  2. 90 kW
  3. 15 kW
  4. 10 kW
(정답률: 53%)
  • 개방계의 에너지 평형 방정식(제1법칙)을 사용하여 투입된 일과 엔탈피 증가량의 차이를 방출 열량으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$q = w - m \Delta h$$
    ② [숫자 대입] $$q = 50 - 2 \times 20$$
    ③ [최종 결과] $$q = 10$$
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6. 압축비가 7.5 이고, 비열비 k=1.4인 오토 사이클의 열효율은?

  1. 48.7%
  2. 51.2%
  3. 55.3%
  4. 57.6%
(정답률: 77%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비의 함수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{1}{7.5^{1.4-1}}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.553$$
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7. 피스톤-실린더 시스템에 100 kPa의 압력을 갖는 1 kg의 공기가 들어 있다. 초기 체적은 0.5m3이고 이 시스템에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m3이 되었다. 이 과정 중 전달된 열량(kJ)은 얼마인가?

  1. 32.7
  2. 34.7
  3. 44.8
  4. 50.0
(정답률: 50%)
  • 등온 과정에서 이상기체의 일(전달된 열량)은 압력과 체적의 로그 변화량으로 계산합니다.
    ① $$Q = P_{1}V_{1}\ln\frac{V_{2}}{V_{1}}$$
    ② $$Q = 100 \times 0.5 \times \ln\frac{1.0}{0.5}$$
    ③ $$Q = 34.7$$ kJ
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8. 열역학 제 1법칙은 다음의 어떤 과정에서 성립하는가?

  1. 가역 과정에서만 성립한다.
  2. 비가역 과정에서만 성립한다.
  3. 가역 등온 과정에서만 성립한다.
  4. 가역이나 비가역 과정을 막론하고 성립한다.
(정답률: 72%)
  • 열역학 제 1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지가 형태만 바뀔 뿐 총량은 일정하다는 원리입니다. 이는 과정의 가역성 여부와 상관없이 모든 물리적 과정에서 항상 성립합니다.
    오답 노트
    가역 과정에서만 성립한다: 비가역 과정에서도 성립합니다.
    비가역 과정에서만 성립한다: 가역 과정에서도 성립합니다.
    가역 등온 과정에서만 성립한다: 모든 열역학 과정에서 성립합니다.
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9. PVn=일정(n≠1)인 가역과정에서 밀폐계(비유동계)가 하는 일은?

(정답률: 73%)
  • 폴리트로픽 과정($PV^n = \text{constant}$)에서 밀폐계가 하는 일은 압력과 부피의 적분으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{P_1 V_1 - P_2 V_2}{n - 1}$$
    ② [숫자 대입] 해당 공식의 변수 그대로 적용
    ③ [최종 결과]
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10. 다음 중 이상 랭킨 사이클과 카르노 사이클의 유사성이 가장 큰 두 과정은?

  1. 등온가열, 등압방열
  2. 단열팽창, 등온방열
  3. 단열압축, 등온가열
  4. 단열팽창, 등적가열
(정답률: 59%)
  • 이상 랭킨 사이클의 단열팽창 과정은 카르노 사이클의 단열팽창과 동일하며, 랭킨 사이클의 응축기에서 일어나는 등압방열 과정은 카르노 사이클의 등온방열 과정과 열전달 특성이 유사합니다.
    오답 노트
    등온가열: 랭킨 사이클은 보일러에서 등압가열을 합니다.
    단열압축: 랭킨 사이클의 펌프 과정은 실제로는 등엔트로피 압축이나 카르노의 등온 과정과는 다릅니다.
    등적가열: 랭킨 사이클에는 등적과정이 포함되지 않습니다.
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11. 체적이 0.1m3인 피스톤-실린더 장치 안에 질량 0.5kg의 공기가 430.5 kPa 하에 있다. 정압과정으로 가열하여 온도가 400K가 되었다. 이 과정동안의 일과 열전달량은? (단, 공기는 이상기체이며, 기체상수는 0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열은 1.004 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 14.35 kJ, 35.85 kJ
  2. 14.35 kJ, 50.20 kJ
  3. 43.05 kJ, 78.90 kJ
  4. 43.05 kJ, 64.55 kJ
(정답률: 65%)
  • 정압과정에서 일은 압력과 체적 변화의 곱으로, 열전달량은 정압비열을 이용한 엔탈피 변화량으로 계산합니다.
    먼저 상태방정식 $PV = mRT$를 통해 초기 온도 $T_{1} = \frac{430.5 \times 0.1}{0.5 \times 0.287} = 300\text{ K}$임을 구합니다.
    일 계산:
    ① [기본 공식] $$W = mRT_{1} \frac{T_{2} - T_{1}}{T_{1}} = mR(T_{2} - T_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = 0.5 \times 0.287 \times (400 - 300)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 14.35\text{ kJ}$$
    열전달량 계산:
    ① [기본 공식] $$Q = mC_{p}(T_{2} - T_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 0.5 \times 1.004 \times (400 - 300)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 50.20\text{ kJ}$$
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12. 효율이 85%인 터빈에 들어갈 때의 증기의 엔탈피가 3390 kJ/kg이고, 가역 단열 과정에 의해 팽창할 경우에 출구에서의 엔탈피가 2135 kJ/kg 이 된다고 한다. 운동 에너지의 변화를 무시할 경우 이 터빈의 실제 일은 약 몇 kJ/kg 인가?

  1. 1476
  2. 1255
  3. 1067
  4. 906
(정답률: 63%)
  • 터빈의 실제 일은 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)에서 얻을 수 있는 이론적 일에 효율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W_{actual} = (h_{in} - h_{out}) \times \eta$$
    ② [숫자 대입] $$W_{actual} = (3390 - 2135) \times 0.85$$
    ③ [최종 결과] $$W_{actual} = 1066.75$$
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13. 두께가 10 cm이고, 내ㆍ외측 표면온도가 각각 20℃와 5℃ 인 벽이 있다. 정상상태일 때 벽의 중심온도는 몇 ℃인가?

  1. 4.5
  2. 5.5
  3. 7.5
  4. 12.5
(정답률: 70%)
  • 정상상태에서 열전도율이 일정한 평벽의 온도 분포는 선형적이므로, 중심 온도는 내측 표면 온도와 외측 표면 온도의 산술 평균값으로 구할 수 있습니다.
    ① $$T_{mid} = \frac{T_1 + T_2}{2}$$
    ② $$T_{mid} = \frac{20 + 5}{2}$$
    ③ $$T_{mid} = 12.5$$
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14. 작동 유체가 상태 1부터 상태 2까지 가역 변화할 때의 엔트로피 변화로 옳은 것은?

(정답률: 72%)
  • 가역 변화에서 엔트로피 변화량은 시스템에 가해진 열량을 절대온도로 적분한 값과 같습니다.
    따라서 정답은 이며, 수식으로는 다음과 같습니다.
    $$S_2 - S_1 = \int_{1}^{2} \frac{\delta Q}{T}$$
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15. 단열된 노즐에 유체가 10 m/s의 속도로 들어와서 200m/s의 속도로 가속되어 나간다. 출구에서의 엔탈피가 he=2770 kJ/kg일 때 입구에서의 엔탈피는 얼마인가?

  1. 4370 kJ/kg
  2. 4210 kJ/kg
  3. 2850 kJ/kg
  4. 2790 kJ/kg
(정답률: 59%)
  • 단열 노즐에서의 에너지 보존 법칙에 따라 입구의 엔탈피와 운동 에너지의 합은 출구의 합과 같습니다.
    ① $$h_1 + \frac{v_1^2}{2} = h_2 + \frac{v_2^2}{2}$$
    ② $$h_1 = 2770 + \frac{200^2 - 10^2}{2} \times 0.001$$
    ③ $$h_1 = 2790\text{ kJ/kg}$$
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16. 표준 증기압축식 냉동사이클에서 압축기 입구와 출구의 엔탈피가 각각 105 kJ/kg 및 125 kJ/kg 이다. 응축기 출구의 엔탈피가 43 kJ/kg 이라면 이 냉동사이클의 성능계수(COP)는 얼마인가?

  1. 2.3
  2. 2.6
  3. 3.1
  4. 4.3
(정답률: 75%)
  • 냉동사이클의 성능계수(COP)는 냉동효과(증발기 입출구 엔탈피 차)를 압축 일량(압축기 입출구 엔탈피 차)으로 나눈 값입니다.
    ① $$COP = \frac{h_{evap\_out} - h_{cond\_out}}{h_{comp\_out} - h_{comp\_in}}$$
    ② $$COP = \frac{105 - 43}{125 - 105}$$
    ③ $$COP = 3.1$$
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17. 100 kg의 물체가 해발 60m에 떠 있다. 이 물체의 위치 에너지는 해수면 기준으로 약 몇 kJ 인가? (단, 중력가속도는 9.8 m/s2이다.)

  1. 58.8
  2. 73.4
  3. 98.0
  4. 122.1
(정답률: 78%)
  • 물체의 위치 에너지는 질량, 중력가속도, 높이의 곱으로 계산합니다.
    ① $$E = mgh$$
    ② $$E = 100 \times 9.8 \times 60$$
    ③ $$E = 58800\text{ J} = 58.8\text{ kJ}$$
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18. 체적이 500 cm3인 풍선이 있다. 이 풍선에 압력 0.1 MPa, 온도 288 K의 공기가 가득 채워져 있다. 압력이 일정한 상태에서 풍선 속 공기 온도가 300 K로 상승했을 때 공기에 가해진 열량은? (단, 공기의 정압비열은 1.005 kJ/kgㆍK, 기체상수 0.287 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 7.3 J
  2. 7.3 kJ
  3. 73 J
  4. 73 kJ
(정답률: 61%)
  • 정압 과정에서 가해진 열량은 공기의 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 계산합니다. 먼저 이상기체 상태방정식을 통해 공기의 질량을 구한 뒤 열량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = m \times C_p \times \Delta T$$
    질량 $$m = \frac{P \times V}{R \times T}$$
    ② [숫자 대입] $$m = \frac{0.1 \times 10^6 \times 500 \times 10^{-6}}{287 \times 288} = 0.000602 \text{ kg}$$
    $$Q = 0.000602 \times 1005 \times (300 - 288)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 7.28 \text{ J} \approx 7.3 \text{ J}$$
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19. 열효율이 30%인 증기사이클에서 1 kWh의 출력을 얻기 위하여 공급되어야 할 열량은 약 몇 kWh인가?

  1. 1.25
  2. 2.51
  3. 3.33
  4. 4.90
(정답률: 81%)
  • 열효율은 공급된 열량 대비 실제 얻은 일(출력)의 비율입니다.
    ① [기본 공식] $$Q_{in} = \frac{W}{\eta}$$
    ② [숫자 대입] $$Q_{in} = \frac{1}{0.3}$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{in} = 3.33$$
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20. T-S선도에서 어느 가역 상태변화를 표시하는 곡선과 S축 사이의 면적은 무엇을 표시하는가?

  1. 열량
  2. 압력
  3. 비체적
(정답률: 86%)
  • T-S선도(온도-엔트로피 선도)에서 곡선과 S축(엔트로피 축) 사이의 면적은 가역 과정에서 시스템이 주고받은 열량을 의미합니다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동능력 50RT 브라인 냉각장치에서 브라인 입구온도 -5℃, 출구온도 -10℃, 냉매의 증발온도 0℃로 운전되고 있을 때, 냉각관 전열면적이 30m2이라면 열 통과율은? (단, 열손실은 무시하며 평균 온도차는 산술평균으로 계산하며, 1RT=3320 kcal/h로 계산한다.)

  1. 약 572 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  2. 약 673 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  3. 약 737 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  4. 약 842 kcal/n2ㆍhㆍ℃
(정답률: 66%)
  • 냉각관의 전열량 공식을 이용하여 열 통과율 $k$를 구하는 문제입니다. 평균 온도차는 산술평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = k \times A \times \Delta T_m$$
    ② [숫자 대입] $$166000 = k \times 30 \times (0 - \frac{-5 + (-10)}{2})$$
    ③ [최종 결과] $$k = 737.78$$
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22. 실제 냉동사이클에서 냉매가 증발기에서 나온 후, 압축기에서 압축될 때까지 흡입가스 변화는?

  1. 압력은 떨어지고 엔탈피는 증가한다.
  2. 압력과 엔탈피는 떨어진다.
  3. 압력은 증가하고 엔탈피는 떨어진다.
  4. 압력과 엔탈피는 증가한다.
(정답률: 59%)
  • 냉매가 증발기에서 압축기로 이동하는 흡입 과정에서는 배관 마찰로 인해 압력이 떨어지며, 주변 열 흡수 등으로 인해 엔탈피는 증가하게 됩니다.
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23. 냉매와 흡수제로 NH3-H2O을 이용한 흡수식 냉동기의 냉매의 순환 과정으로 옳은 것은?

  1. 증발기(냉각기) → 흡수기 → 재생기 → 응축기
  2. 증발기(냉각기) → 재생기 → 흡수기 → 응축기
  3. 흡수기 → 증발기(냉각기) → 재생기 → 응축기
  4. 흡수기 → 재생기 → 증발기(냉각기) → 응축기
(정답률: 71%)
  • 암모니아-물 흡수식 냉동기의 냉매 순환 과정은 증발기에서 냉각 후, 흡수기에서 흡수제에 흡수되고, 재생기에서 분리되어, 응축기에서 액화되는 순서로 진행됩니다.
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24. 냉동장치의 제어기기 중 전기식 액면제어기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 플로트스위치(float switch)와 전자밸브를 사용한다.
  2. 만액식 증발기의 액면 제어에 사용한다.
  3. 부하 변동에 의한 유면 제어가 불가능하다.
  4. 증발기내 액면 유동을 방지하기 위해 수동팽창밸브(MEV)를 설치한다.
(정답률: 72%)
  • 전기식 액면제어기는 플로트 스위치가 액면의 높이를 감지하여 전자밸브를 개폐함으로써 부하 변동에 따른 유면 제어가 가능합니다.
    오답 노트
    부하 변동에 의한 유면 제어가 불가능하다: 플로트 스위치와 전자밸브의 연동으로 제어가 가능함
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25. 직경이 다른 2개 이상의 수액기를 병렬연결 하기 위한 설치방법으로 옳은 것은?

  1. 하단을 일치시켜 연결시킨다.
  2. 상단을 일치시켜 연결시킨다.
  3. 옆으로 일치시켜 연결시킨다.
  4. 아무 곳에나 연결시킨다.
(정답률: 65%)
  • 직경이 서로 다른 수액기를 병렬로 연결할 때는 냉매의 원활한 흐름과 균형을 위해 상단을 일치시켜 연결하는 것이 원칙입니다.
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26. 제빙장치에서 브라인온도가 -10℃, 결빙시간이 48시간 일 때, 얼음의 두께는? (단, 결빙계수는 0.56이다.)

  1. 약 29.3 cm
  2. 약 39.3 cm
  3. 약 2.93 cm
  4. 약 3.93 cm
(정답률: 56%)
  • 얼음의 두께는 결빙계수, 결빙시간, 브라인온도의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① $$B = \sqrt{\frac{-t \times T}{c}}$$
    ② $$B = \sqrt{\frac{-48 \times (-10)}{0.56}}$$
    ③ $$B = 29.27$$
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27. 냉동장치 내에 불응축 가스가 혼입되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉동장치의 압력이 대기압 이상으로 운전될 경우 저압측에서 공기가 침입한다.
  2. 장치를 분해, 조립하였을 경우에 공기가 잔류한다.
  3. 압축기의 축봉장치 패킹 연결부분에 누설부분이 있으면 공기가 장치 내에 침입한다.
  4. 냉매, 윤활유 등의 열분해로 인해 가스가 발생한다.
(정답률: 80%)
  • 불응축 가스는 외부 공기가 장치 내부로 유입될 때 발생하며, 이는 장치 내부 압력이 외부 대기압보다 낮은 진공 상태(대기압 이하)일 때 주로 일어납니다.
    오답 노트
    냉동장치의 압력이 대기압 이상으로 운전될 경우: 내부 압력이 더 높으므로 공기가 침입할 수 없음
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28. 고온 35℃, 저온 -10℃에서 작동되는 역카르노 사이클이 적용된 이론 냉동 사이클의 성적계수는?

  1. 2.89
  2. 3.24
  3. 4.24
  4. 5.84
(정답률: 75%)
  • 역카르노 사이클의 성적계수는 저온부의 절대온도를 고온부와 저온부의 절대온도 차이로 나누어 계산합니다.
    ① $$COP = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$$
    ② $$COP = \frac{273 - 10}{(273 + 35) - (273 - 10)}$$
    ③ $$COP = 5.84$$
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29. 냉각 방식에 관한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 어떤 물질을 얼리는 것만이 냉동이라고 할 수 있다.
  2. 일반적으로 실내의 온도를 외기온도보다 낮추어 시원하게 하는 것을 냉방이라 한다.
  3. 우유 등의 제품을 영상의 온도에서 차게 보관하는 것을 냉장이라고 한다.
  4. 상온 이상의 뜨거운 물질을 삭히는 것을 냉각이라 한다.
(정답률: 81%)
  • 냉동은 단순히 물질을 얼리는 것뿐만 아니라, 물질로부터 열을 빼앗아 온도를 떨어뜨리거나 동결 상태로 유지하는 모든 조작을 의미합니다.
    오답 노트
    어떤 물질을 얼리는 것만이 냉동이라고 할 수 있다: 냉동의 정의를 너무 좁게 한정함
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30. 고온부의 절대온도를 T1, 저온부의 절대 온도를 T2, 고온부로 방출하는 열량을 Q1, 저온부로부터 흡수하는 열량을 Q2하고 할 때, 이 냉동기의 이론 성적계수(COP)를 구하는 식은?

(정답률: 80%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 투입된 일량 대비 저온부에서 흡수한 열량의 비율로 정의됩니다.
    따라서 저온부 흡수 열량 $Q_{2}$를 고온부 방출 열량 $Q_{1}$과 저온부 흡수 열량 $Q_{2}$의 차이(투입 일량)로 나눈 $$\frac{Q_{2}}{Q_{1}-Q_{2}}$$ 가 정답입니다.
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31. 흡수식 냉동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡수식 냉동기는 열의 공급과 냉각으로 냉매와 흡수제가 함께 분리되고 섞이는 형태로 사이클을 이룬다.
  2. 냉매가 암모니아일 경우에는 흡수제로서 리튬브로마이드(LiBr)를 사용한다.
  3. 리튬브로마이드 수용액 사용 시 재료에 대한 부식성 문제로 용액 중에 미량의 부식억제제를 첨가한다.
  4. 압축식에 비해 열효율이 나쁘며 설치면적을 많이 차지한다.
(정답률: 84%)
  • 흡수식 냉동기에서 냉매가 암모니아인 경우에는 흡수제로 물($\text{H}_2\text{O}$)을 사용합니다. 리튬브로마이드(LiBr)는 냉매가 물일 때 사용하는 흡수제입니다.
    오답 노트
    열의 공급과 냉각으로 냉매와 흡수제가 분리/혼합: 흡수식 사이클의 기본 원리임
    리튬브로마이드 수용액 시 부식억제제 첨가: 강한 부식성을 방지하기 위해 필수적임
    압축식 대비 열효율이 낮고 설치면적이 큼: 흡수식의 일반적인 단점임
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32. 압축기 구조 형태 중 개방형 압축기에 대한 특징으로 틀린 것은?

  1. 압축기를 구동하는 전동기가 따로 설치되어 있다.
  2. 크랭크축이 크랭크식 밖으로 관통되어 있어 냉매가 누설될 염려가 있다.
  3. 축봉장치가 필요 없다.
  4. 소음이 심하고 좁은 장소에서의 설치가 곤란하다.
(정답률: 74%)
  • 개방형 압축기는 전동기가 외부에 따로 설치되어 크랭크축이 외부로 노출되므로, 냉매 누설을 막기 위한 축봉장치가 반드시 필요합니다.
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33. 냉매의 구비 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중기의 비체적이 적을 것
  2. 임계온도가 충분히 높을 것
  3. 점도와 표면장력이 크고 전열성능이 좋을 것
  4. 부식성이 적을 것
(정답률: 83%)
  • 냉매는 열전달 효율을 높이기 위해 점도와 표면장력이 작아야 합니다.
    오답 노트
    중기의 비체적이 적을 것: 압축기 크기를 줄이기 위해 필요함
    임계온도가 충분히 높을 것: 응축을 쉽게 하기 위해 필요함
    부식성이 적을 것: 배관 및 기기 수명을 위해 필요함
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34. 고속으로 회전하는 임펠러에 의해 대량 증기의 흡입, 압축이 가능하며 토출밸브를 잠그고 작동시켜도 일정한 압력 이상으로는 더 이상 상승하지 않는 특징을 가진 압축기는?

  1. 왕복동식 압축기
  2. 회전식 압축기
  3. 스크류식 압축기
  4. 원심식 압축기
(정답률: 56%)
  • 원심식 압축기는 고속 회전하는 임펠러를 통해 대량의 증기를 압축하며, 토출밸브를 잠가도 압력이 무한히 상승하지 않고 일정 수준에서 정지하는 특성이 있습니다.
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35. 2단 압축 냉동기의 저압측 흡입압력과 고압측 토출압력이 게이지압으로 각각 5 kgf/cm2, 15kgf/cm2일 때, 성적계수가 최대로 되는 중간압력(절대압)은? (단, 대기압은 1.033 kgf/cm2으로 한다.)

  1. 약 9.83 kgf/cm2
  2. 약 11.15 kgf/cm2
  3. 약 12.65 kgf/cm2
  4. 약 13.11 kgf/cm2
(정답률: 65%)
  • 2단 압축 냉동기에서 성적계수가 최대가 되는 최적 중간압력은 저압측과 고압측 절대압력의 기하평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_m = \sqrt{P_s \times P_d}$$
    ② [숫자 대입] $$P_m = \sqrt{(5 + 1.033) \times (15 + 1.033)}$$
    ③ [최종 결과] $$P_m = 9.83$$ kgf/cm$^{2}$
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36. 냉동장치의 응축기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 횡형 셸튜브 응축기는 전열이 양호하고 냉각관 청소가 용이하다.
  2. 7통로 응축기는 전열이 양호하고 입형에 비해 냉각수량이 많다.
  3. 대기식 응축기는 냉각수량이 적어도 되며 설치장소가 작다.
  4. 입형 셸튜브 응축기는 냉각관 청소가 용이하고 과부하에 잘 견딘다.
(정답률: 63%)
  • 입형 셸튜브 응축기는 구조적으로 냉각관의 청소가 쉽고, 과부하 운전 시에도 비교적 안정적으로 견딜 수 있는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    횡형 셸튜브 응축기: 입형에 비해 청소가 어렵습니다.
    7통로 응축기: 전열 성능이 낮고 냉각수량이 적습니다.
    대기식 응축기: 설치 면적이 매우 넓습니다.
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37. 다음과 같이 운전되고 있는 열펌프의 성적계수는?

  1. 1.7
  2. 2.7
  3. 3.7
  4. 4.7
(정답률: 53%)
  • 열펌프의 성적계수($COP_{hp}$)는 공급한 일량 대비 고온측으로 방출한 열량의 비로 계산합니다.
    이미지 분석 결과, 고온측 방출열 $Q_H = 157.5 - 115 = 42.5 \text{ kcal/kg}$, 저온측 흡수열 $Q_L = 148.5 - 115 = 33.5 \text{ kcal/kg}$ 입니다.
    ① $$COP_{hp} = \frac{Q_H}{Q_H - Q_L}$$
    ② $$COP_{hp} = \frac{42.5}{42.5 - 33.5}$$
    ③ $$COP_{hp} = 4.72$$
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38. 냉동능력 감소와 압축기 과열 등의 악영향을 미치는 냉동 배관내의 불응축 가스를 제거하는 장치는?

  1. 액-가스 열교환기
  2. 여과기
  3. 여큐물레이터
  4. 가스퍼저
(정답률: 85%)
  • 냉동 배관 내에 침입한 공기나 불응축 가스는 응축 압력을 상승시켜 냉동 능력을 저하시키고 압축기에 과부하를 줍니다. 이러한 불응축 가스를 강제로 배출하여 제거하는 장치가 가스퍼저입니다.
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39. 2.5 kgf/cm2 압력에서 작동되는 냉동기의 포화액 밎 건포화증기의 엔탈피는 각각 94.58 kcal/kg, 147.03 kcal/kg 이다. 이 경우 건도가 0.75인 지점의 습증기 엔탈피는?

  1. 약 98 kcal/kg
  2. 약 110 kcal/kg
  3. 약 121 kcal/kg
  4. 약 134 kcal/kg
(정답률: 63%)
  • 습증기의 엔탈피는 포화액 엔탈피에 건도와 증발 잠열(포화증기와 포화액의 엔탈피 차)을 곱하여 더해줍니다.
    ① $$h = h_f + x(h_g - h_f)$$
    ② $$h = 94.58 + 0.75(147.03 - 94.58)$$
    ③ $$h = 133.91 \text{ kcal/kg}$$
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40. 흡수식 냉동기의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 증발기
  2. 응축기
  3. 재생기
  4. 압축기
(정답률: 82%)
  • 흡수식 냉동기는 기계적 압축기 대신 흡수기와 재생기를 사용하여 냉매를 순환시키는 시스템이므로 압축기가 필요 없습니다.
    오답 노트
    증발기, 응축기, 재생기: 흡수식 냉동기의 필수 구성 요소
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3과목: 공기조화

41. 보일러의 발생증기를 한 곳으로만 취출하면 그 부근에 압력이 저하하여 수면동요 현상과 동시에 비수가 발생된다. 이를 방지하기 위한 장치는?

  1. 급수내관
  2. 비수방지관
  3. 기수분리기
  4. 인젝터
(정답률: 78%)
  • 보일러 내에서 증기 취출 시 발생하는 압력 저하로 인한 수면 동요와 비수(물방울 섞임) 현상을 직접적으로 방지하기 위해 설치하는 장치는 비수방지관입니다.
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42. 직접팽창코일의 습면코일 열수를 산출하기 위하여 필요한 인자는?

  1. 대수 평균 온도차(MTD)
  2. 상당 외기 온도차(ETD)
  3. 대수 평균 엔탈피차(MED)
  4. 산술 편균 엔탈피차(AED)
(정답률: 48%)
  • 직접팽창코일의 습면코일 열수 산출 시에는 공기와 냉매 사이의 엔탈피 차이를 평균하여 계산하는 대수 평균 엔탈피차(MED)가 필수적인 인자로 사용됩니다.
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43. 공기의 온도나 습도를 변화시킬 수 없는 것은?

  1. 공기필터
  2. 공기재열기
  3. 공기예열기
  4. 공기가습기
(정답률: 85%)
  • 공기필터는 공기 중의 먼지나 이물질을 걸러내는 장치일 뿐, 열이나 수분을 가하지 않으므로 온도와 습도에 영향을 주지 않습니다.
    오답 노트
    공기재열기, 공기예열기: 온도 변화 유발
    공기가습기: 습도 변화 유발
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44. 외기온도 -5℃, 실내온도 20℃일 때 온수방열기의 방열면적이 5m2이면 방열기의 방열량은?

  1. 약 1.3 kW
  2. 약 2.6 kW
  3. 약 3.4 kW
  4. 약 3.8 kW
(정답률: 48%)
  • 온수방열기의 방열량은 방열면적과 표준 방열량의 곱을 전력 단위로 환산하여 계산합니다.
    ① $$Q = A \times q$$
    ② $$Q = 5 \times 450$$
    ③ $$Q = 2.61 \text{ kW}$$ (단, $2250 \text{ kcal/h}$를 $860$으로 나누어 $\text{kW}$ 환산)
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45. 공기조화 설비에서 공기의 경로로 옳은 것은?

  1. 환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구
  2. 공조기 → 환기덕트 → 급기덕트 → 취출구
  3. 냉각탑 → 공조기 → 냉동기 → 취출구
  4. 공조기 → 냉동기 → 환기덕트 → 취출구
(정답률: 75%)
  • 공기조화 설비의 기본 경로는 실내 공기를 회수하는 환기덕트에서 시작하여, 공조기에서 처리된 후 급기덕트를 통해 취출구로 공급되는 순서로 이루어집니다.
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46. 습공기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노점온도는 수증기 분압 및 절대습도가 높을수록 높은 값을 가진다.
  2. 상대습도는 공기 중 수분량이 같으면 온도에 관계없이 동일하다.
  3. 습공기의 습구온도는 항상 건구온도보다 낮은 온도를 나타낸다.
  4. 건습구 온도계는 기류에 따라 습구온도가 변하므로 일정풍속을 가해야 한다.
(정답률: 65%)
  • 상대습도는 공기 중 수분량이 일정하더라도 온도가 상승하면 포화수증기량이 증가하여 상대습도는 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    상대습도는 공기 중 수분량이 같으면 온도에 관계없이 동일하다: 온도에 따라 변함
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47. 20명의 인원이 각각 1개비의 담배를 동시에 피울 경우 필요한 실내 환기량은? (단, 담배 1개비당 발생하는 배연량은 0.54 g/h, 1m3/h의 환기 가능한 허용 담배 연소량은 0.017 g/h 이다.)

  1. 약 235m3/h
  2. 약 347m3/h
  3. 약 527m3/h
  4. 약 635m3/h
(정답률: 76%)
  • 전체 담배 연소량을 환기 가능한 허용 연소량으로 나누어 필요한 환기량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \frac{N \times G}{C}$$ (환기량 = 인원 × 배연량 / 허용 연소량)
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{20 \times 0.54}{0.017}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 635.3$$
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48. 다음 중 냉각탑에 관한 용어 및 특성 설명으로 틀린 것은?

  1. 어프로치(approach)는 냉각탑 출구수온과 입구공기 건구온도 차
  2. 레인지(range)는 냉각수의 입구와 출구의 온도차
  3. 어프로치(approach)를 적게 할수록 설비비 증가
  4. 레인지(range)는 공기조화에서 5~8℃ 정도로 설정
(정답률: 66%)
  • 어프로치(approach)는 냉각탑 출구수온과 외기 습구온도의 차이를 의미합니다.
    오답 노트
    냉각탑 출구수온과 입구공기 건구온도 차: 습구온도와의 차이여야 함
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49. 환기(ventilation)란 A에 있는 공기의 오염을 막기 위하여 B로부터 C를 공급하여, 실내의 D를 실외로 배출하고 실내의 오염 공기를 교환 또는 희석시키는 것을 말한다. 여기서 A, B, C, D로 적절한 것은?

  1. A-일정 공간, B-실외, C-청정한 공기, D-오염된 공기
  2. A-실외, B-일정공간, C-청정한 공기, D-오염된 공기
  3. A-일정 공간, B-실외, C-오염된 공기, D-청정한 공기
  4. A-실외, B-일정 공간, C-오염된 공기, D-청정한 공기
(정답률: 83%)
  • 환기는 일정 공간의 공기 오염을 막기 위해 실외로부터 청정한 공기를 공급하고, 실내의 오염된 공기를 실외로 배출하여 희석시키는 과정을 말합니다.
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50. 과열증기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 습포화 증기에 압력을 높인 것이다.
  2. 습포화 증기에 열을 가한 것이다.
  3. 건조포화 증기에 압력을 낮춘 것이다.
  4. 일정한 압력조건에서 포화증기의 온도를 높인 것이다.
(정답률: 68%)
  • 과열증기는 포화증기에 추가적인 열을 가하여 온도를 포화온도보다 높게 만든 상태를 말합니다.
    오답 노트
    습포화 증기에 압력을 높인 것: 압력 변화만으로는 과열증기가 되지 않음
    습포화 증기에 열을 가한 것: 습포화 증기에 열을 가하면 먼저 건포화 증기가 됨
    건조포화 증기에 압력을 낮춘 것: 압력을 낮추면 온도 또한 낮아짐
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51. 송풍 덕트 내의 정압제어가 필요 없고, 소음발생이 적은 변풍량 유닛은?

  1. 유인형
  2. 슬롯형
  3. 바이패스형
  4. 노즐형
(정답률: 74%)
  • 바이패스형은 부하 변동 시 필요한 풍량만 실내로 보내고 나머지는 바이패스시켜 되돌려 보내는 방식입니다. 덕트 내 전체 풍량 변화가 없으므로 정압 변동이 없고 소음 발생이 적습니다.
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52. 공조설비를 구성하는 공기조화기에는 공기여과기, 냉ㆍ온수코일, 가습기, 송풍기로 구성되어 있는데, 이들 장치와 직접 연결되어 사용되는 설비가 아닌 것은?

  1. 공급덕트
  2. 주증기관
  3. 냉각수관
  4. 냉수관
(정답률: 69%)
  • 공기조화기는 실내로 공기를 공급하거나 회수하는 장치로, 냉수관이나 온수관 등은 코일에 연결되지만 냉각수관은 냉동기(냉각탑)와 연결되는 냉동설비 구성 요소입니다.
    오답 노트
    공급덕트: 송풍기와 연결되어 공기를 이송함
    주증기관: 가습기 등에 증기를 공급함
    냉수관: 냉수코일에 냉수를 공급함
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53. 냉ㆍ난방 시의 실내 현열부하를 qs(W)m 실내와 말단장치의 온도를 각각 tr, td라 할 때 송풍량 Q(L/s)를 구하는 식은?

(정답률: 70%)
  • 실내 현열부하를 처리하기 위한 송풍량은 공기의 비열과 밀도를 고려하여 계산합니다.
    $$Q = \frac{q_{s}}{1.2(t_{r} - t_{d})}$$
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54. 다음 중 서로 상관이 없는 것끼리 짝지어진 것은?

  1. 순환수두 - 밀도차
  2. VAV - 변풍량방식
  3. 저압증기난방 - 팽창탱크
  4. MRT - 패널 표면온도
(정답률: 69%)
  • 팽창탱크는 온수난방 시스템에서 물의 열팽창으로 인한 압력 상승을 조절하기 위해 설치하는 설비이며, 증기난방과는 상관이 없습니다.
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55. 공기조화방식에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 각층 유닛 방식은 층별 부하변동에 대응하기 쉬우나 부분 운전은 어렵다.
  2. 유인유닛 방식은 외기 냉방의 효과가 크다.
  3. 가변풍량 방식으로 할 경우 최소 풍량 시에 필요한 외기량을 확보하는 것이 중요하다.
  4. 가변풍량 방식은 부하변동에 대하여 제어응답이 느리다.
(정답률: 64%)
  • 가변풍량 방식은 송풍량을 조절하여 부하를 제어하므로, 풍량이 최소가 되었을 때도 실내 공기질 유지를 위해 필요한 최소 외기량을 확보하는 것이 매우 중요합니다.
    오답 노트
    각층 유닛 방식: 부분 운전이 가능함
    유인유닛 방식: 외기 냉방 효과가 작음
    가변풍량 방식: 부하변동에 대한 제어응답이 빠름
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56. 덕트 조립공법 중 원형덕트의 이음 방법이 아닌 것은?

  1. 드로우 밴드 이음(draw band joint)
  2. 비드 클림프 이음(beaded crimp joint)
  3. 더블 심(double seam)
  4. 스파이럴 심(spiral seam)
(정답률: 68%)
  • 더블 심 방법은 원형 덕트가 아닌 장방형 덕트 조립 시 사용하는 방법입니다.
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57. 다음 그림과 같은 외별의 열관류율 값은? (단, 표면 열전달률 ao=20W/m2ㆍK, 표면 열전달률 a1=7.5W/m2ㆍK 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 약 3.03W/m2ㆍK
  2. 약 10.1W/m2ㆍK
  3. 약 12.5W/m2ㆍK
  4. 약 17.7W/m2ㆍK
(정답률: 70%)
  • 열관류율은 각 층의 열저항과 표면 열전달 저항의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$K = \frac{1}{\frac{1}{a_o} + \frac{1}{a_1} + \sum \frac{d}{\lambda}}$$
    ② [숫자 대입] $$K = \frac{1}{\frac{1}{20} + \frac{1}{7.5} + \frac{0.01}{0.76} + \frac{0.03}{1.2} + \frac{0.12}{1.4} + \frac{0.02}{1.2} + \frac{0.003}{0.53}}$$
    ③ [최종 결과] $$K = 3.03$$
    따라서 열관류율은 약 $3.03\text{W/m}^2\cdot\text{K}$ 입니다.
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58. 다음 중 열원설비가 아닌 것은?

  1. 보일러
  2. 냉동기
  3. 송풍기
  4. 냉각탑
(정답률: 72%)
  • 송풍기와 펌프류는 열을 생성하거나 제거하는 열원설비가 아니라, 열매체를 이동시키는 열운송 설비에 해당합니다.
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59. 연간 에너지 소비량을 평가할 수 있는 기간 열부하 계산법이 아닌 것은?

  1. 동적 열부하 계산법
  2. 디그리 데이법
  3. 확장 디그리 데이법
  4. 최대 열부하 계산법
(정답률: 62%)
  • 기간 열부하 계산법은 일정 기간(연간 등)의 총 에너지 소비량을 평가하는 방법입니다. 최대 열부하 계산법은 특정 시점의 가장 큰 부하를 계산하여 설비 용량을 결정하는 방법이므로 기간 평가법이 아닙니다.
    오답 노트
    동적 열부하 계산법, 디그리 데이법, 확장 디그리 데이법: 모두 기간별 에너지 소비량을 산출하는 방법임
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60. 온수난방설계 시 달시-바이스바하(Darcy-Weibach)의 수식을 적용한다. 이 식에서 마찰저항계수와 관련이 있는 인자는?

  1. 누셀수(Nu)와 상대조도
  2. 프란틀수(Pr)와 절대조도
  3. 레이놀즈수(Re)와 상대조도
  4. 그라쇼프수(Gr)와 절대조도
(정답률: 84%)
  • 달시-바이스바하 식에서 마찰저항계수 $\lambda$는 유체의 흐름 상태를 나타내는 레이놀즈수($Re$)와 관 벽의 거친 정도를 나타내는 상대조도에 의해 결정됩니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 자기회로에서 퍼미언스(permeance)에 대응하는 전기회로의 요소는 무엇인가?

  1. 도전율
  2. 컨덕턴스
  3. 정전 용량
  4. 멜라스턴스
(정답률: 77%)
  • 자기회로의 퍼미언스는 자기저항의 역수로, 자기력선이 얼마나 잘 통과하는지를 나타냅니다. 이는 전기회로에서 저항의 역수로 전류의 흐름 정도를 나타내는 컨덕턴스와 대응됩니다.
    오답 노트
    도전율: 물질 고유의 전기 전도 특성
    정전 용량: 전하를 저장하는 능력
    멜라스턴스: 해당 사항 없음
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62. 3상 유도전동기의 출력이 5kW, 전압 200V, 역률 80%, 효율이 90%일 때 유입되는 선전류(A)는?

  1. 14
  2. 17
  3. 20
  4. 25
(정답률: 66%)
  • 3상 유도전동기의 입력 전력을 이용하여 선전류를 구하는 문제입니다. 효율을 고려한 입력 전력을 3상 전력 공식에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \sqrt{3} \times V \times I \times \cos\theta \times \eta$$ (입력 전력 = $\sqrt{3} \times$ 전압 $\times$ 전류 $\times$ 역률 $\times$ 효율)
    ② [숫자 대입] $$I = \frac{5000}{\sqrt{3} \times 200 \times 0.8 \times 0.9}$$
    ③ [최종 결과] $$I = 20.05$$
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63. 전달함수 를 갖는 회로가 지상 보상회로의 특성을 갖기 위한 조건으로 맞는 것은?

  1. a>b
  2. a<b
  3. a>1
  4. b>1
(정답률: 58%)
  • 전달함수 $$G(s) = \frac{s + b}{s + a}$$ 에서 지상 보상회로(Lag Compensator)가 되기 위해서는 저역 통과 특성을 가져야 하며, 이는 분자의 시정수가 분모의 시정수보다 커야 함을 의미합니다. 즉, $a < b$ 조건일 때 지상 특성을 갖게 됩니다.
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64. 직류기의 전기자반작용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성축이 이동한다.
  2. 전동기는 속도가 저하된다.
  3. 국부적 섬락이 발생한다.
  4. 발전기는 기전력이 감소한다.
(정답률: 38%)
  • 전기자 반작용이 발생하면 주자속이 감소하여 발전기의 기전력이 감소하고, 중성축이 이동하며, 브러시에서 국부적인 섬락이 발생할 수 있습니다. 하지만 전동기의 속도가 저하된다는 설명은 전기자 반작용의 직접적인 일반적 특성으로 보기 어렵습니다.
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65. 변압기의 1차 및 2차의 전압, 권선수, 전류를 E1, N1, I1 및 E2, N2, I2라 할 때 성립하는 식으로 알맞은 것은?

(정답률: 75%)
  • 변압기의 권수비에 따른 전압, 권선수, 전류의 관계는 전압과 권선수는 비례하고, 전류는 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$\frac{E_2}{E_1} = \frac{N_2}{N_1} = \frac{I_1}{I_2}$$
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66. 그림과 같은 유접점 회로를 논리 게이크로 바꾸었을 때 올바른 것은?

(정답률: 66%)
  • 제시된 회로는 A-접점과 B-접점이 병렬로 연결된 구조로, 논리식으로 표현하면 $Z = (A \cdot \bar{B}) + (B \cdot \bar{A})$가 되어 XOR 게이트의 특성을 갖거나, 단순화된 논리 구성에 따라 OR 게이트의 형태로 변환됩니다. 주어진 정답 이미지 는 해당 회로의 논리적 동작을 나타내는 게이트입니다.
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67. 농형 3상 유도전동기의 속도를 제어하는 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 부하를 조정하여 제어한다.
  2. 극수를 변환하여 제어한다.
  3. 회전자 자속을 변환하여 제어한다.
  4. 2차 저항을 삽입하여 제어한다.
(정답률: 61%)
  • 농형 3상 유도전동기의 속도를 제어하는 주요 방법으로는 주파수 변환, 전압 제어, 그리고 극수 변환이 있습니다.
    오답 노트
    부하 조정: 속도 제어 방법이 아님
    회전자 자속 변환: 일반적인 속도 제어 방식이 아님
    2차 저항 삽입: 권선형 유도전동기에서 사용하는 방법임
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68. 축전지 용량의 단위는?

  1. A
  2. Ah
  3. kW
  4. 0
(정답률: 76%)
  • 축전지의 용량은 단위 시간당 방전 전류의 양을 나타내므로, 전류의 단위인 $A$와 시간의 단위인 $h$를 곱한 $Ah$를 사용합니다.
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69. 조종하는 사람이 없는 엘리베이터의 자동제어는?

  1. 프로그램제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 정치제어
(정답률: 88%)
  • 엘리베이터와 같이 미리 정해진 순서나 시간 계획(프로그램)에 따라 자동으로 작동하는 제어 방식은 프로그램제어입니다.
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70. 목표값을 직접 사용하기 곤란할 때 어떤 것을 이용하여 주 되먹임 요소와 비교하여 사용하는가?

  1. 기준입력요소
  2. 제어요소
  3. 되먹임요소
  4. 비교장치
(정답률: 71%)
  • 제어 시스템에서 목표값을 직접 입력하기 어려울 때, 이를 적절한 신호로 변환하여 되먹임 신호와 비교할 수 있게 해주는 장치가 기준입력요소입니다.
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71. 다음 중 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 온도
  2. 유량
  3. 위치
  4. 압력
(정답률: 74%)
  • 프로세스 제어는 화학 공정 등에서 온도, 유량, 압력, 액위와 같이 시간에 따라 변화하는 물리량을 제어하는 것을 의미합니다.
    오답 노트
    위치: 서보 제어(위치 제어) 영역에 해당함
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72. 직류기에서 전압정류의 역할을 하는 것은?

  1. 탄소브러시
  2. 보상권선
  3. 리액턴스 코일
  4. 보극
(정답률: 71%)
  • 직류기에서 보극은 정류 과정에서 발생하는 리액턴스 전압을 상쇄시켜 불꽃 발생을 억제하고 전압 정류를 원활하게 만드는 역할을 합니다.
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73. 제어 결과로 사이클링(cycling)과 옵셋(offset)을 발생시키는 동작은?

  1. on-off 동작
  2. P 동작
  3. I 동작
  4. PI 동작
(정답률: 76%)
  • on-off 동작은 설정값 부근에서 제어 대상이 설정값을 중심으로 계속해서 변동하는 사이클링(cycling) 현상과, 실제 값과 설정값 사이에 일정한 차이가 발생하는 옵셋(offset) 현상이 나타나는 특징이 있습니다.
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74. PLC(Programmble Logic Controller) CPU부의 구성과 거리가 먼 것은?

  1. 데이터 메모리부
  2. 프로그램 메모리부
  3. 연산부
  4. 전원부
(정답률: 76%)
  • PLC의 전체 구성은 전원 공급부, 중앙처리장치부(CPU), 입출력부로 나뉩니다. CPU부는 연산부, 프로그램 메모리부, 데이터 메모리부로 구성되며, 전원부는 CPU와는 별개의 전원 공급부 영역에 해당합니다.
    오답 노트
    데이터 메모리부, 프로그램 메모리부, 연산부: 모두 CPU를 구성하는 핵심 요소입니다.
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75. 저항체에 전류가 흐르면 줄열이 발생하는데 이때 전류 I와 전력 P의 관계는?

  1. I=P
  2. I=P0.5
  3. I=P1.5
  4. I=P2
(정답률: 81%)
  • 전력 $P$와 전류 $I$의 관계식 $P = I^{2}R$에서 $I$에 대해 정리하면 $I = \sqrt{\frac{P}{R}}$이 되며, 이는 $I$가 $P$의 $0.5$제곱에 비례함을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $$P = I^{2}R$$
    ② [숫자 대입] $$I = P^{0.5} \times \frac{1}{\sqrt{R}}$$
    ③ [최종 결과] $$I = P^{0.5}$$
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76. 전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 저항기
  4. 계기용변압기
(정답률: 76%)
  • 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해서는 측정기에 병렬로 저항을 연결하여 전류를 분산시켜야 하며, 이때 사용하는 장치가 분류기입니다.
    오답 노트
    배율기: 전압계의 측정 범위 확대용
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77. G(jω)=j0.01ω에서 ω=0.01 rad/s일 때 계의 이득은 몇 dB인가?

  1. -100
  2. -80
  3. 160
  4. 200
(정답률: 49%)
  • 이득(Gain)을 dB로 환산할 때는 $20\log_{10}$을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Gain = 20\log_{10}|G(j\omega)|$$
    ② [숫자 대입] $$Gain = 20\log_{10}(0.01 \times 0.01) = 20\log_{10}(10^{-4})$$
    ③ [최종 결과] $$Gain = -80$$
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78. 역률이 80%이고, 유효전력이 80 kW라면 피상전력은 몇 kVA인가?

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 70%)
  • 피상전력은 유효전력을 역률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Pa = \frac{P}{cos\theta}$$
    ② [숫자 대입] $$Pa = \frac{80}{0.8}$$
    ③ [최종 결과] $$Pa = 100$$
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79. 그림과 같은 블록선도에서 C(s)는? (단, G1=5, G2=2, H=0.1, R(s)=1 이다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 5
(정답률: 66%)
  • 피드백 제어 시스템의 전달 함수 공식을 사용하여 출력 $C(s)$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$C(s) = \frac{G_{1}G_{2}R(s)}{1 + G_{1}G_{2}H}$$
    ② [숫자 대입] $$C(s) = \frac{5 \times 2 \times 1}{1 + (5 \times 2 \times 0.1)}$$
    ③ [최종 결과] $$C(s) = 5$$
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80. 100 V용 전구 30W와 60W 두 개를 직렬로 연결하고 직류 100V 전원에 접속하였을 때 두 전구의 상태로 옳은 것은?

  1. 30 W가 더 밝다.
  2. 60 W가 더 밝다.
  3. 두 전구가 모두 켜지지 않는다.
  4. 두 전구의 밝기가 모두 같다.
(정답률: 81%)
  • 전구의 정격 전력이 작을수록 저항값이 큽니다. 직렬 연결에서는 모든 전구에 동일한 전류가 흐르며, 저항이 큰 전구에 더 많은 전압이 걸려 소비 전력이 커지므로 더 밝게 빛납니다.
    오답 노트
    60 W가 더 밝다: 정격 전력이 클수록 저항이 작아 직렬 연결 시 더 어둡습니다.
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5과목: 배관일반

81. 다음과 같이 두 개의 90° 엘보와 직관길이 ℓ=262 mm인 관이 연결되어 있다. L=300mm이고 관 규격이 20A이며 엘보의 중심에서 단면까지의 길이 A=32mm일 때 물린 부분 B의 길이는?

  1. 12 mm
  2. 13 mm
  3. 14 mm
  4. 15 mm
(정답률: 73%)
  • 전체 길이 $L$에서 양쪽 엘보의 돌출 부분($A-B$) 두 곳을 제외한 길이가 직관 길이 $\ell$이 되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$\ell = L - 2(A - B)$$
    ② [숫자 대입] $$262 = 300 - 2(32 - B)$$
    ③ [최종 결과] $$B = 13\text{ mm}$$
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82. 신축곡관이라고 통용되는 신축이음은?

  1. 스위블형
  2. 벨로즈형
  3. 슬리브형
  4. 루프형
(정답률: 56%)
  • 루프형 신축이음은 배관을 곡선 형태로 굽혀 신축을 흡수하는 방식으로, 현장에서 신축곡관이라고도 불립니다.
    오답 노트
    스위블형: 여러 개의 엘보 사용
    벨로즈형: 주름진 형상 사용
    슬리브형: 슬리브 파이프와 패킹재 조합
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83. 압축기 과열(토출가스 온도 상승)원인이 아닌 것은?

  1. 고압이 저하하였을 때
  2. 흡입가스 과열 시(냉매부족, 팽창밸브 개도 과소)
  3. 워터재킷 기능불량(암모니아 냉동기)
  4. 윤활 불량
(정답률: 76%)
  • 압축기 토출가스 온도가 상승하는 과열 원인은 고압이 상승했을 때 발생합니다. 고압이 저하되면 오히려 토출 온도는 낮아지는 경향이 있습니다.
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84. 공기조화설비 중 냉수코일에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기와 물의 흐름은 대향류로 한다.
  2. 냉수 입ㆍ출구 온도차는 5℃정도로 한다.
  3. 가능한 한 대수평균 온도차를 크게 한다.
  4. 코일의 모양은 가능한 한 장방형으로 한다.
(정답률: 65%)
  • 냉수코일의 효율적인 열교환을 위해 코일의 모양은 원형으로 설계하는 것이 일반적입니다.
    오답 노트
    장방형으로 한다: 코일 모양은 원형으로 설계해야 함
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85. 5층 건물에 압력 수조식으로 급수하고자 한다. 5층 말단에 일반 대변기(세정밸브)를 설치할 경우 압력수조 출구의 압력을 어느 정도로 하여야 하는가? (단, 압력수조에서 대변기까지의 수직높이에 상당하는 압력 1.5 kgf/cm2이고, 압력수조에서 대변기까지의 마찰손실수두는 4mAq, 세정밸브의 필요 최소압력은 70 kPa 이다.)

  1. 약 1.5 kg/cm2
  2. 약 2.0 kg/cm2
  3. 약 2.3 kg/cm2
  4. 약 2.6 kg/cm2
(정답률: 43%)
  • 압력수조 출구 압력은 수직 높이 압력, 마찰 손실 수두, 그리고 기구의 최소 필요 압력을 모두 합산하여 산출합니다.
    먼저 $70\text{ kPa}$를 $\text{kgf/cm}^2$ 단위로 환산하면 약 $0.7\text{ kgf/cm}^2$이며, 마찰손실 $4\text{ mAq}$는 약 $0.4\text{ kgf/cm}^2$입니다.
    ① [기본 공식] $$P = P_{height} + P_{loss} + P_{min}$$
    ② [숫자 대입] $$P = 1.5 + 0.4 + 0.7$$
    ③ [최종 결과] $$P = 2.6\text{ kgf/cm}^2$$
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86. 트랩의 봉수 파괴 원인에 해당하지 않는 것은?

  1. 자기 사이펀 작용
  2. 모세관 현상
  3. 증발
  4. 공동 현상
(정답률: 64%)
  • 봉수 파괴는 트랩 내의 물(봉수)이 사라지는 현상으로, 자기 사이펀 작용, 모세관 현상, 증발 등이 주요 원인입니다. 공동 현상은 유체 내 압력이 낮아져 기포가 발생하는 현상으로 봉수 파괴와는 무관합니다.
    오답 노트
    자기 사이펀 작용: 유속에 의한 흡입으로 봉수 파괴 유발
    모세관 현상: 이물질 등을 통해 물이 빠져나가 봉수 파괴 유발
    증발: 자연 증발로 인해 봉수 수위 저하
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87. 배관용 보온재에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내열성이 높을수록 좋다.
  2. 열전도율이 적을수록 좋다.
  3. 비중이 작을수록 좋다.
  4. 흡수성이 클수록 좋다.
(정답률: 85%)
  • 보온재는 열 손실을 막고 내구성을 유지해야 하므로, 습기를 흡수하면 열전도율이 높아져 보온 성능이 떨어집니다. 따라서 흡수성은 낮을수록 좋습니다.
    오답 노트
    내열성이 높을수록 좋다: 고온 노출 시 변형 방지를 위해 맞음
    열전도율이 적을수록 좋다: 열 차단 성능 향상을 위해 맞음
    비중이 작을수록 좋다: 경량화를 위해 맞음
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88. 배관 내로 물을 수송할 때, 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 관이 길수록 관내에서의 압력강하는 끝 부분에서 커진다.
  2. 같은 시간에 같은 양의 물을 흐르게 하면 관이 가늘수록 유속이 빠르다.
  3. 유량은 관의 단면적에 물의 평균유속을 곱하면 구해진다.
  4. 관경과 물의 유속은 일정한 관계가 없다.
(정답률: 84%)
  • 유량 $Q = A \times v$ (단면적 $\times$ 유속) 관계에 의해, 유량이 일정할 때 관경(단면적)이 작아지면 유속은 반드시 빨라지므로 관경과 유속은 밀접한 상관관계가 있습니다.
    오답 노트
    관이 길수록 관내에서의 압력강하는 끝 부분에서 커진다: 마찰 손실 증가로 인해 맞음
    같은 시간에 같은 양의 물을 흐르게 하면 관이 가늘수록 유속이 빠르다: 연속 방정식에 의해 맞음
    유량은 관의 단면적에 물의 평균유속을 곱하면 구해진다: 유량 정의에 의해 맞음
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89. 열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한하기 위해 사용되는 관 지지장치는?

  1. 행거(hanger)
  2. 서포트(suipport)
  3. 브레이스(brace)
  4. 레스트레인트(restraint)
(정답률: 70%)
  • 레스트레인트(restraint)는 배관의 열팽창으로 인해 발생하는 직선 운동이나 변위를 강제로 구속하거나 제한하여 배관 시스템의 안정성을 유지하는 지지장치입니다.
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90. 공조배관 설계 시 유속을 빠르게 설계하였을 때 나타나는 결과로 옳은 것은?

  1. 소음이 작아진다.
  2. 펌프양정이 높아진다.
  3. 설비비가 커진다.
  4. 운전비가 감소한다.
(정답률: 65%)
  • 배관 내 유속이 빨라지면 마찰 손실이 급격히 증가하며, 이로 인해 유체를 밀어내기 위해 필요한 펌프의 양정이 높아지게 됩니다.
    오답 노트
    소음: 유속이 빠를수록 소음이 커짐
    설비비: 관경이 작아져 설비비는 오히려 감소함
    운전비: 마찰 손실 증가로 펌프 동력이 더 필요하여 운전비가 증가함
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91. 방열기 전체의 수저항이 배관의 마찰손실에 비하여 큰 경우 채용하는 환수방식은?

  1. 개방류 방식
  2. 재순환 방식
  3. 리버스 리턴 방식
  4. 다이렉트 리턴 방식
(정답률: 49%)
  • 다이렉트 리턴 방식은 방열기마다 용량이 다르거나, 방열기 전체의 수저항이 배관의 마찰손실보다 훨씬 클 때 적용하는 방식입니다.
    오답 노트
    리버스 리턴 방식: 공급관과 환수관의 전체 길이를 같게 하여 수압 균형을 맞출 때 사용
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92. 다음 주철 방열기의 도면 표시에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방열기 20쪽 수
  2. 유출 관경 32A
  3. 방열기 높이 650 mm
  4. 방열기종류 5세주형
(정답률: 71%)

  • 도면 하단의 $32 \times 25$ 표시는 유입 관경이 $32\text{A}$, 유출 관경이 $25\text{A}$임을 의미합니다. 따라서 유출 관경이 $32\text{A}$라는 설명은 틀렸습니다.
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93. 급수설비에서 발생하는 수격작용의 방지법으로 틀린 것은?

  1. 관내의 유속을 낮게 한다.
  2. 직선배관을 피하고 굴곡배관을 한다.
  3. 수전류 등의 폐쇄를 서서히 한다.
  4. 기구류 가까이에 공기실을 설치한다.
(정답률: 77%)
  • 수격작용은 유체의 흐름이 급격히 변할 때 발생하는 충격 현상입니다. 이를 방지하려면 유속을 낮추고, 밸브를 천천히 닫으며, 공기실을 설치해야 합니다. 굴곡배관은 오히려 압력 손실과 충격을 유발하므로 직선배관을 사용하는 것이 바람직합니다.
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94. 전기가 정전되어도 계속하여 급수를 할 수 있으며 급수오염 가능성이 적은 급수방식?

  1. 압력탱크 방식
  2. 수도직결 방식
  3. 부스터 방식
  4. 고가탱크 방식
(정답률: 77%)
  • 수도직결 방식은 상수도 배관의 압력을 그대로 이용하여 급수하므로, 전기가 끊겨도 급수가 가능하며 외부 탱크를 거치지 않아 오염 가능성이 매우 낮습니다.
    오답 노트
    고가탱크 방식: 탱크 내 오염 가능성이 큼
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95. 관지지 장치 중 서포트(support)의 종류로 틀린 것은?

  1. 파이프 슈
  2. 리지드 서포트
  3. 롤러 서포트
  4. 콘스턴트 행거
(정답률: 57%)
  • 서포트는 배관 하중을 아래에서 위로 지지하는 장치(파이프 슈, 리지드 서포트, 롤러 서포트 등)를 말합니다.
    오답 노트
    콘스턴트 행거: 배관 하중을 위에서 걸어 지지하는 행거의 일종입니다.
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96. 복사 난방설비의 장점으로 틀린 것은?

  1. 실내상하의 온도차가 적고, 온도 분포가 균등하다.
  2. 매설배관이므로 준공 후의 보수ㆍ점검이 쉽다.
  3. 인체에 대한 쾌감도가 높은 난방방식이다.
  4. 실내에 방열기가 없기 때문에 바닥면의 이용도가 높다.
(정답률: 76%)
  • 복사 난방은 배관을 바닥이나 벽체 내부에 매설하는 방식이므로, 문제가 발생했을 때 굴착 등의 과정이 필요하여 준공 후의 보수 및 점검이 매우 어렵습니다.
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97. 배수관의 최소 관경은? (단, 지중 및 지하층 바닥 매설 관 제외)

  1. 20 mm
  2. 30 mm
  3. 50 mm
  4. 100 mm
(정답률: 64%)
  • 배수관의 일반적인 최소 관경은 $30\text{mm}$입니다. 단, 지중 또는 지하층 바닥에 매설하는 경우에는 $50\text{mm}$이상으로 설치해야 하므로, 해당 매설 관을 제외한 최소 관경은 $30\text{mm}$가 맞습니다.
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98. 가스 도매사업에 관하여 도시가스 배관을 시가지의 도로노면 밑에 매설하는 경우에는 노면으로부터 배관의 외면까지 얼마 이상을 유지해야 하는가? (단, 방호구조물 안에 설치하는 경우 제외한다.)

  1. 0.8 m
  2. 1 m
  3. 1.5 m
  4. 2 m
(정답률: 77%)
  • KGS CODE FS 451에 의거, 시가지의 도로노면 밑에 배관을 매설할 때는 노면으로부터 배관 외면까지의 깊이를 $1.5\text{m}$이상으로 유지해야 합니다.
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99. 도시가스 계량기(30m3/h미만)의 설치 시 바닥으로부터 설치 높이로 가장 적합한 것은? (단, 설치 높이의 제한을 두지 않는 특정장소는 제외한다.)

  1. 0.2m 이하
  2. 0.7m 이상 1m 이내
  3. 1.6m 이상 2m 이내
  4. 2m 이상 2.5m 이내
(정답률: 81%)
  • 도시가스사업법 시행규칙에 따라 $30\text{m}^3/\text{h}$ 미만인 가스계량기는 바닥으로부터 $1.6\text{m}$이상 $2\text{m}$이내의 높이에 수직·수평으로 설치해야 합니다.
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100. 동관의 이음에서 기계의 분해, 점검 보수를 고려하여 사용하는 이음법은?

  1. 납땜이음
  2. 플라스턴이음
  3. 플레어이음
  4. 소켓이음
(정답률: 72%)
  • 플레어이음은 동관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 너트로 조이는 방식으로, 용접을 하지 않아 기계의 분해, 점검 및 보수가 매우 용이한 이음법입니다.
    오답 노트
    납땜이음, 플라스턴이음, 소켓이음: 고정식 이음으로 분해 및 보수가 어렵습니다.
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