공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

공조냉동기계기사(구)
(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 저열원 20℃와 고열원 700℃ 사이에서 작동하는 카르노 열기관의 열효율은 약 몇 %인가?

  1. 30.1%
  2. 69.9%
  3. 52.9%
  4. 74.1%
(정답률: 80%)
  • 카르노 열기관의 효율은 고온부와 저온부의 절대온도($K$) 비로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{20 + 273}{700 + 273}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 69.9$$
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2. 다음 중 비가역 과정으로 볼 수 없는 것은?

  1. 마찰 현상
  2. 낮은 압력으로의 자유 팽창
  3. 등온 열전달
  4. 상이한 조성물질의 혼합
(정답률: 76%)
  • 등온 열전달은 이론적으로 가역 과정에 해당합니다.
    오답 노트
    마찰 현상, 자유 팽창, 조성물질의 혼합: 모두 대표적인 비가역 과정
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3. 압력이 106N/m2, 체적이 1m3인 공기가 압력이 일정한 상태에서 400kJ의 일을 하였다. 변화 후의 체적은 약 몇 m3인가?

  1. 1.4
  2. 1.0
  3. 0.6
  4. 0.4
(정답률: 60%)
  • 정압 과정에서 기체가 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$V_{2} = V_{1} + \frac{W}{P}$$
    ② [숫자 대입] $$V_{2} = 1 + \frac{400 \times 10^{3}}{10^{6}}$$
    ③ [최종 결과] $$V_{2} = 1.4$$ m$^{3}$
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4. 그림의 랭킨 사이클(온도(T)-엔트로피(s)선도)에서 각각의 지점에서 엔탈피는 표와 같을 때 이 사이클의 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 33.7%
  2. 28.4%
  3. 25.2%
  4. 22.9%
(정답률: 72%)
  • 랭킨 사이클의 효율은 공급된 총 열량 대비 유효하게 얻은 일량의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_2}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{(3100 - 2100) - (210 - 185)}{3100 - 210}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 33.7\%$$
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5. 그림과 같이 상태 1, 2 사이에서 계가 1→A→2→B→1 과 같은 사이클을 이루고 있을 때, 열역학 제1법칙에 가장 적합한 표현은? (단, 여기서 Q는 열량, W는 계가 하는 일, U는 내부에너지를 나타낸다.)

  1. dU = δQ + δW
  2. ΔU = Q - W
(정답률: 63%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 하나의 완전한 사이클($$1 \rightarrow A \rightarrow 2 \rightarrow B \rightarrow 1$$)을 돌았을 때, 내부에너지의 변화량은 0이 되므로 사이클 동안 계가 주고받은 총 열량과 총 일량은 서로 같습니다.
    따라서 정답은 즉, $$\oint \delta Q = \oint \delta W$$ 가 됩니다.
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6. 100kPa, 25℃ 상태의 공기가 있다. 이 공기의 엔탈피가 298.615 kJ/kg 이라면 내부에너지는 약 몇 kJ/kg 인가? (단, 공기는 분자량 28.97인 이상기체로 가정한다.)

  1. 213.05 kJ/kg
  2. 241.07 kJ/kg
  3. 298.15 kJ/kg
  4. 383.72 kJ/kg
(정답률: 55%)
  • 이상기체에서 엔탈피($h$)와 내부에너지($u$)의 관계식 $h = u + Pv$를 이용하여 내부에너지를 구합니다. 이때 $Pv$는 기체 상수와 온도를 이용한 $nRT$로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$u = h - \frac{R T}{M}$$
    ② [숫자 대입]
    $$u = 298.615 - \frac{8.3145 \times (25 + 273)}{28.97}$$
    ③ [최종 결과]
    $$u = 213.05$$
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7. 압력이 일정할 때 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 kJ 인가? (단, 비열(Cp)은 온도 T(℃)에 관계한 함수로 Cp(kJ/kgㆍ℃)) = 1.01+0.000079×T이다.)

  1. 365
  2. 436
  3. 480
  4. 507
(정답률: 76%)
  • 비열이 온도의 함수로 주어졌으므로, 열량은 비열을 온도에 대해 적분하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$q = m \int_{T_1}^{T_2} C_p dT$$
    ② [숫자 대입]
    $$q = 5 \times \int_{0}^{100} (1.01 + 0.000079T) dT = 5 \times [1.01T + \frac{0.000079}{2}T^2]_{0}^{100}$$
    ③ [최종 결과]
    $$q = 507 \text{ kJ}$$
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8. 열교환기를 흐름 배열(flow arrangement)에 따라 분류할 때 그림과 같은 형식은?

  1. 평행류
  2. 대향류
  3. 병행류
  4. 직교류
(정답률: 80%)
  • 제시된 이미지 를 보면 고온 유체와 저온 유체가 서로 수직(90도) 방향으로 교차하며 흐르고 있으므로 직교류에 해당합니다.
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9. 온도 15℃, 압력 100kPa 상태의 체적이 일정한 용기 안에 어떤 이상 기체 5kg이 들어 있다. 이 기체가 50℃가 될 때까지 가열되는 동안의 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 이 기체의 정압비열과 정적비열은 각각 1.001kJ/(kgㆍK), 0.7171 kJ/(kgㆍK)이다.)

  1. 0.411
  2. 0.486
  3. 0.575
  4. 0.732
(정답률: 61%)
  • 체적이 일정한 정적과정에서 이상 기체의 엔트로피 변화량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = m \cdot C_v \cdot \ln \frac{T_2}{T_1}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S = 5 \cdot 0.7171 \cdot \ln \frac{50+273}{15+273}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S = 0.411$$
    따라서 엔트로피 증가량은 $0.411 \text{ kJ/K}$ 입니다.
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10. 다음 온도에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 온도는 뜨겁거나 차가운 정도를 나타낸다.
  2. 열역학 제0법칙은 온도 측정과 관계된 법칙이다.
  3. 섭씨온도는 표준 기압하에서 물의 어는점과 끓는 점을 각각 0과 100으로 부여한 온도척도이다.
  4. 화씨 온도 F와 절대온도 K사이에는 K=F+273.15 의 관계가 성립한다.
(정답률: 85%)
  • 절대온도 $K$는 섭씨온도 $C$에 $273.15$를 더해 구하며, 화씨온도 $F$와는 다른 변환 식을 가집니다.
    오답 노트
    화씨 온도 $F$와 절대온도 $K$ 사이에는 $K=F+273.15$의 관계가 성립한다: 절대온도는 섭씨온도 기준이며, 화씨는 별도의 변환 과정이 필요함
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11. 밀폐계에서 기체의 압력이 100kPa으로 일정하게 유지되면서 체적이 1m3에서 2m3으로 증가되었을 때 옳은 설명은?

  1. 밀폐계의 에너지 변화는 없다.
  2. 외부로 행한 일은 100kJ이다.
  3. 기체가 이상기체라면 온도가 일정하다.
  4. 기체가 받은 열은 100kJ이다.
(정답률: 76%)
  • 정압 과정에서 기체가 외부에 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $$W = P \times (V_2 - V_1)$$
    ② [숫자 대입] $$W = 100 \times (2 - 1)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 100$$
    따라서 외부로 행한 일은 $100 \text{kJ}$ 입니다.
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12. 출력 10000kW의 터빈 플랜트의 시간당 연료소비량이 5000 kg/h이다. 이 플랜트의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 연료의 발열량은 33440 kJ/kg이다.)

  1. 25.4%
  2. 21.5%
  3. 10.9%
  4. 40.8%
(정답률: 75%)
  • 열효율은 공급된 총 열에너지에 대해 실제로 출력된 일의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{W}{\dot{m} \times H} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{10000 \times 3600}{5000 \times 33440} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 21.5$$
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13. 역 Carnot cycle로 300K와 240K사이에서 작동하고 있는 냉동기가 있다. 이 냉동기의 성능계수는?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 75%)
  • 역 카르노 사이클 냉동기의 성능계수(COP)는 저온부 온도와 온도 차의 비로 계산합니다.
    ① $$COP = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    ② $$COP = \frac{240}{300 - 240}$$
    ③ $$COP = 4$$
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14. 보일러의 입구의 압력이 9800kN/m2이고, 응축기의 압력이 4900N/m2일 때 펌프가 수행한 일은 약 몇 kJ/kg 인가? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg 이다.)

  1. 9.79
  2. 15.17
  3. 87.25
  4. 180.52
(정답률: 72%)
  • 펌프가 수행한 일은 비체적에 압력 차이를 곱하여 계산합니다. (단, $4900 \text{N/m}^2 = 4.9 \text{kN/m}^2$)
    ① $$W = v(P_2 - P_1)$$
    ② $$W = 0.001(9800 - 4.9)$$
    ③ $$W = 9.79$$ kJ/kg
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15. 오토(Otto) 사이클에 관한 일반적인 설명 중 틀린 것은?

  1. 불꽃 점화 기관의 공기 표준 사이클이다.
  2. 연소과정을 정적 가열과정으로 간주한다.
  3. 압축비가 클수록 효율이 높다.
  4. 효율은 작업기체의 종류와 무관하다.
(정답률: 72%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 작업기체의 비열비($k$)에 의해 결정됩니다. 비열비는 기체의 종류에 따라 다르므로 효율은 작업기체의 종류와 밀접한 관련이 있습니다.
    오답 노트
    불꽃 점화 기관의 공기 표준 사이클이다: 오토 사이클의 정의로 정답
    연소과정을 정적 가열과정으로 간주한다: 오토 사이클의 특징으로 정답
    압축비가 클수록 효율이 높다: 효율 공식에 따라 정답
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16. 열역학 제2법칙과 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열효율이 100%인 열기관은 없다.
  2. 저온 물체에서 고온 물체로 열은 자연적으로 전달되지 않는다.
  3. 폐쇄계와 그 주변계가 열교환이 일어날 경우 폐쇄계와 주변계 각각의 엔트로피는 모두 상승한다.
  4. 동일한 온도 범위에서 작동되는 가역 열기관은 비가역 열기관보다 열효율이 높다.
(정답률: 61%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 고립계의 총 엔트로피는 항상 증가하거나(비가역) 일정하게 유지(가역)됩니다. 폐쇄계와 주변계가 열교환을 할 때, 한쪽의 엔트로피가 감소하면 다른 쪽은 그보다 더 많이 증가하여 전체 합은 증가하지만, 각각의 엔트로피가 모두 상승해야 하는 것은 아닙니다.
    오답 노트
    열효율이 100%인 열기관은 없다: 켈빈-플랑크 서술에 따라 정답
    저온 물체에서 고온 물체로 열은 자연적으로 전달되지 않는다: 클라우지우스 서술에 따라 정답
    동일한 온도 범위에서 작동되는 가역 열기관은 비가역 열기관보다 열효율이 높다: 카르노 정리의 핵심 내용으로 정답
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17. 10kg의 증기가 온도 50℃, 압력 38kPa, 체적 7.5m3일 때 총 내부에너지는 6700kJ이다. 이와 같은 상태의 증기가 가지고 있는 엔탈피는 약 몇 kJ인가?

  1. 606
  2. 1794
  3. 3305
  4. 6985
(정답률: 70%)
  • 엔탈피는 내부 에너지에 압력과 체적의 곱을 더한 값으로 정의됩니다.
    ① $$H = U + PV$$
    ② $$H = 6700 + (38 \times 7.5)$$
    ③ $$H = 6985$$ kJ
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18. 다음 중 정확하게 표기된 SI 기본단위(7가지)의 개수가 가장 많은 것은? (단, SI 유도단위 및 그 외 단위는 제외한다.)

  1. A, Cd, ℃, kg, m, Mol, N, s
  2. cd, J, K, kg, m, Mol, Pa, s
  3. A, J, ℃, kg, km, mol, S, W
  4. K, kg, km, mol, N, Pa, S, W
(정답률: 72%)
  • SI 기본단위 7가지는 m, kg, s, A, K, mol, cd입니다. 제시된 보기 중 기본단위가 가장 많이 포함된 것을 찾습니다.
    오답 노트
    J, Pa, N, W, S: SI 유도단위
    ℃: 비 SI 단위
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19. 어느 증기터빈에 0.4kg/s로 증기가 공급되어 260kW의 출력을 낸다. 입구의 증기 엔탈피 및 속도는 각각 3000kJ/kg, 720m/s, 출구의 증기 엔탈피 및 속도는 각각 2500kJ/kg, 120m/s 이면, 이 터빈의 열손실은 약 몇 kW가 되는가?

  1. 15.9
  2. 40.8
  3. 20.0
  4. 104
(정답률: 52%)
  • 에너지 보존 법칙(개방계 열역학 제1법칙)을 적용하여 공급 에너지와 출력 에너지의 차이를 열손실로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \dot{m} \times ((h_{1} - h_{2}) + \frac{v_{1}^{2} - v_{2}^{2}}{2000}) - P$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 0.4 \times ((3000 - 2500) + \frac{720^{2} - 120^{2}}{2000}) - 260$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 40.8 kW$$
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20. 8℃의 이상기체를 가역단열 압축하여 그 체적을 1/5로 하였을 때 기체의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 이 기체의 비열비는 1.4 이다.)

  1. -125℃
  2. 294℃
  3. 222℃
  4. 262℃
(정답률: 68%)
  • 가역단열 압축 과정에서 온도와 체적의 관계식을 이용하여 최종 온도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$T_{2} = T_{1} \times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{k-1}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{2} = (8 + 273) \times 5^{1.4-1}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{2} = 535 K = 262 {^{\circ}}C$$
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2과목: 냉동공학

21. 증기압축식 냉동장치에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증발식 응축기에서는 대기의 습구온도가 저하하면 고압압력은 통상의 운전 압력보다 높게 된다.
  2. 압축기의 흡입압력이 낮게 되면 토출압력도 낮게 되어 냉동능력이 증대한다.
  3. 언로더 부착 압축기를 사용하면 급격하게 부하가 증가하여도 액백(liquid back)현상을 막을 수 있다.
  4. 액배관에 플래쉬 가스가 발생하면 냉매 순환량이 감소되어 증발기의 냉동능력이 저하된다.
(정답률: 70%)
  • 액배관 내에서 냉매가 증발하여 플래쉬 가스가 발생하면, 실제 증발기로 유입되는 액체 냉매의 양이 줄어들어 냉동능력이 저하됩니다.
    오답 노트
    증발식 응축기: 습구온도 저하 시 운전 압력도 낮아짐
    흡입압력 저하: 냉동능력 저하 유발
    언로더 부착: 급격한 부하 증가 시 액백 방지 어려움
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22. 열전달에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도란 물체 사이의 온도차에 의한 열의 이동현상이다.
  2. 대류란 유체의 순환에 의한 열의 이동현상이다.
  3. 대류 열전달계수의 단위는 열통과율의 단위와 같다.
  4. 열전도율의 단위는 W/m2ㆍK 이다.
(정답률: 79%)
  • 열전도율의 단위는 재료의 두께당 열전달 능력을 나타내므로 $W/m\cdot K$를 사용합니다.
    오답 노트
    열전도율의 단위는 $W/m^{2}\cdot K$이다: 이는 열전달계수나 열통과율의 단위임
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23. 방열벽의 열통과율(K)이 0.2kcal/m2ㆍhㆍ℃이며, 외기와 벽면과의 열전달율(α1)은 20kcal/m2ㆍhㆍ℃, 실내공기와 벽면과의 열전달율(α2)이 5kcal/m2ㆍhㆍ℃, 방열층의 열전도율(λ)이 0.03kcal/mㆍhㆍ℃라 할 때, 방열벽의 두께는 얼마가 되는가?

  1. 142.5 mm
  2. 146.5 mm
  3. 155.5 mm
  4. 164.5 mm
(정답률: 62%)
  • 열통과율 공식을 이용하여 방열층의 두께를 산출합니다.
    ① $$l = (\frac{1}{K} - \frac{1}{\alpha_{1}} - \frac{1}{\alpha_{2}}) \times \lambda$$
    ② $$l = (\frac{1}{0.2} - \frac{1}{20} - \frac{1}{5}) \times 0.03$$
    ③ $$l = 0.1425\text{ m} = 142.5\text{ mm}$$
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24. 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 어떤 현상이 일어나는가?

  1. 고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다.
  2. 냉동톤당 소요동력이 증가한다.
  3. 고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다.
  4. 배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다.
(정답률: 79%)
  • 냉동장치 내부에 불응축 가스인 공기가 침입하면 응축 압력이 상승하여 압축기의 압축비가 커지게 됩니다. 이로 인해 압축 일량이 증가하여 냉동톤당 소요동력이 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다: 압력 상승 시 냉동능력은 오히려 감소함
    고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다: 공기의 분압만큼 압력이 상승함
    배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다: 불응축 가스는 열전달을 방해하여 열통과율을 낮춤
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25. 2단 냉동사이클에서 응축압력을 Pc, 증발압력을 Pe 라 할 때, 이론적인 최적의 중간압력으로 가장 적당한 것은?

  1. Pc×Pe
  2. (Pc×Pe)1/2
  3. (Pc×Pe)1/3
  4. (Pc×Pe)1/4
(정답률: 82%)
  • 2단 냉동사이클에서 압축 일량을 최소화하는 이론적인 최적 중간압력은 응축압력과 증발압력의 기하평균으로 결정합니다.
    $$P_{m} = (P_{c} \times P_{e})^{1/2}$$
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26. -15℃의 R134a 냉매 포화액의 엔탈피는 180.1kJ/kg, 같은 온도에서 포화증기의 엔탈피는 389.6kJ/kg이다. 증기압축식 냉동시스템에서 팽창밸브 직전의 액의 엔탈피가 237.5 kJ/kg 이라면 팽창밸브를 통과한 후 냉매의 건도는?

  1. 0.27
  2. 0.32
  3. 0.56
  4. 0.72
(정답률: 62%)
  • 팽창밸브 전후의 엔탈피 변화를 이용하여 냉매의 건도를 계산합니다.
    ① $$x = \frac{h - h_{f}}{h_{g} - h_{f}}$$
    ② $$x = \frac{237.5 - 180.1}{389.6 - 180.1}$$
    ③ $$x = 0.27$$
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27. 밀도가 1200kg/m3, 비열이 0.705kcal/kgㆍ℃인 염화칼슘 브라인을 사용하는 냉각기의 브라인 입구온도가 -10℃, 출구온도가 -4℃ 되도록 냉각기를 설계하고자 한다. 냉동부하가 36000kcal/h 라면 브라인의 유량은 얼마이어야 하는가?

  1. 118 L/min
  2. 120 L/min
  3. 136 L/min
  4. 150 L/min
(정답률: 64%)
  • 냉동부하 공식을 이용하여 질량 유량을 구한 뒤, 밀도를 이용해 부피 유량(L/min)으로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $$m = \frac{q}{C \times \Delta t}$$
    ② [숫자 대입] $$m = \frac{36000}{0.705 \times 6}$$
    ③ [최종 결과] $$m = 8510.64$$ kg/h $\rightarrow$ $\frac{8510.64}{60 \times 1200} \times 1000 = 118.2$ L/min
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28. 냉매의 구비 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기의 비체적이 작을 것
  2. 임계온도가 충분히 높을 것
  3. 점도와 표면장력이 크고 전열성능이 좋을 것
  4. 부식성이 적을 것
(정답률: 84%)
  • 냉매는 열전달 효율을 높이기 위해 점도와 표면장력이 작아야 하며, 전열성능은 좋아야 합니다.
    오답 노트
    점도와 표면장력이 크고 전열성능이 좋을 것: 점도와 표면장력은 작아야 함
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29. 공랭식 냉동장치에서 응축압력이 과다하게 높은 경우가 아닌 것은?

  1. 순환공기 온도가 높을 때
  2. 응축기가 불결한 상태일 때
  3. 장치 내 불응축가스가 존재할 때
  4. 공기 순환량이 충분할 때
(정답률: 82%)
  • 응축압력은 응축기의 열교환 효율이 떨어질 때 상승합니다. 공기 순환량이 충분하면 냉각 성능이 좋아져 응축압력이 정상 수준으로 유지됩니다.
    오답 노트
    순환공기 온도 높음: 냉각 효율 저하로 압력 상승
    응축기 불결: 열전달 방해로 압력 상승
    불응축가스 존재: 응축 공간 감소로 압력 상승
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30. 냉동장치에서 디스트리뷰터(distributor)의 역할로서 옳은 것은?

  1. 냉매의 분배
  2. 흡입가스의 과열방지
  3. 증발온도의 저하방지
  4. 플래쉬가스의 발생방지
(정답률: 71%)
  • 디스트리뷰터(distributor)는 증발기로 들어가는 냉매를 여러 경로로 균등하게 나누어 주는 장치이므로, 핵심 역할은 냉매의 분배입니다.
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31. 암모니아 냉동기에서 압축기의 흡입 포화온도 –20℃, 응축온도 30℃, 팽창밸브의 직전온도가 25℃, 피스톤 압출량이 288m3/h 일 때, 냉동능력은? (단, 압축기의 체적효율 0.8, 흡입냉매의 엔탈피 396kcal/kg, 냉매흡입 비체적 0.62m3/kg, 팽창밸브 직전 냉매의 엔탈피 128kcal/kg이다.)

  1. 25 RT
  2. 30 RT
  3. 35 RT
  4. 40 RT
(정답률: 61%)
  • 압축기의 체적효율과 비체적을 이용해 냉매 순환량을 구한 뒤, 냉동효과(엔탈피 차)를 곱하여 냉동능력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$Q_e = \frac{V \times \eta_v}{v} \times (h_1 - h_2)$$
    ② [숫자 대입] $$Q_e = \frac{288 \times 0.8}{0.62} \times (396 - 128)$$
    ③ [최종 결과] $$Q_e = 100,335.48 \text{ kcal/h} \div 3,320 \approx 30.22 \text{ RT}$$
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32. 냉매 액가스 열교환기의 사용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 액가스 열교환기는 보통 암모니아 장치에는 사용하지 않는다.
  2. 프레온 냉동장치에서 액압축 방지 및 액관 중의 플래쉬 가스 발생을 방지하는데 도움이 된다.
  3. 증발기로 들어가는 저온의 냉매 증기와 압축기에서 응축기에 이르는 고온의 냉매액을 열교환시키는 방법을 이용한다.
  4. 습압축을 방지하여 냉동효과와 성적계수를 향상시킬 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 액가스 열교환기는 증발기 출구에서 압축기로 들어가는 저온의 냉매 증기와 응축기 출구에서 팽창밸브로 들어가는 고온의 냉매 액을 열교환시켜 효율을 높이는 장치입니다. 증발기로 들어가는 냉매액과 열교환한다는 설명은 잘못되었습니다.
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33. 다음 압축기 중 압축방식에 의한 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 왕복동식 압축기
  2. 흡수식 압축기
  3. 회전식 압축기
  4. 스크류식 압축기
(정답률: 73%)
  • 압축방식에 의한 분류는 기계적으로 냉매를 압축하는 왕복동식, 회전식, 스크류식 등이 있습니다. 흡수식은 기계적 압축기 대신 흡수제와 열에너지를 이용하여 냉매를 순환시키므로 압축기 분류에 속하지 않습니다.
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34. 다음은 h-x(엔탈피 – 농도)선도에 흡수식 냉동기의 사이클을 나타낸 것이다. 그림에서 흡수사이클을 나타내는 것으로 옳은 것은?

  1. a - b - g - h - a
  2. a - c - f - h - a
  3. b - c - f - g - b
  4. b - d - e - g - b
(정답률: 62%)
  • 흡수식 냉동기의 기본 사이클은 재생기, 흡수기, 응축기, 증발기를 거치는 과정입니다. 주어진 $h-x$ 선도에서 흡수 사이클의 경로를 따라가면 a $\rightarrow$ b $\rightarrow$ g $\rightarrow$ h $\rightarrow$ a 순으로 순환하는 것이 옳습니다.
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35. 다음 선도와 같이 응축온도만 변화하였을 때 각 사이클의 특성 비교로 틀린 것은? (단, 사이클 A : (A - B - C - D – A), 사이클 B : (A – B’- C’ - D’ - A), 사이클 C : (A – B” - C” - D” - A)이다.)

  1. 압축비 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  2. 압축일량 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  3. 냉동효과 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  4. 성적계수 : 사이클C ＜ 사이클B ＜ 사이클A
(정답률: 79%)
  • 응축온도가 상승하면(A $\rightarrow$ B $\rightarrow$ C) 응축 압력이 높아져 압축비와 압축일량이 증가하며, 성적계수는 감소합니다. 하지만 냉동효과는 증발온도가 일정할 때 응축온도 상승 시 팽창밸브 전 엔탈피가 증가하여 오히려 감소하게 됩니다.
    오답 노트
    냉동효과 : 사이클C $\rightarrow$ 사이클B $\rightarrow$ 사이클A 순으로 작아지므로 제시된 내용은 틀렸습니다.
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36. 냉동기의 압축기 윤활목적으로 틀린 것은?

  1. 마찰을 감소시켜 마모를 적게 한다.
  2. 패킹재를 보호한다.
  3. 열을 발생시킨다.
  4. 피스톤, 스터핑박스 등에서 냉매누출을 방지한다.
(정답률: 83%)
  • 압축기 윤활의 핵심 목적은 마찰을 줄여 마모를 방지하고, 발생한 열을 제거하여 냉각시키는 것입니다. 따라서 열을 발생시킨다는 설명은 윤활 목적과 정반대되는 내용입니다.
    오답 노트
    마찰을 감소시켜 마모를 적게 한다: 윤활의 기본 목적임
    패킹재를 보호한다: 윤활유가 패킹재 마모를 방지함
    피스톤, 스터핑박스 등에서 냉매누출을 방지한다: 오일 씰 역할을 통해 누설을 막음
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37. 증기 압축식 냉동장치의 운전 중에 액백(Liquid back)이 발생되고 있을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 소요동력이 감소한다.
  2. 토출관이 뜨거워진다.
  3. 압축기에 서리가 생긴다.
  4. 냉동능력이 증가한다.
(정답률: 67%)
  • 액백(Liquid back)은 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 현상으로, 이로 인해 압축기 온도가 급격히 낮아져 압축기에 서리가 생기게 됩니다.
    오답 노트
    소요동력이 감소한다: 소요동력은 오히려 증가함
    토출관이 뜨거워진다: 냉매 액체 유입으로 온도가 낮아짐
    냉동능력이 증가한다: 냉동능력은 감소함
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38. 액분리기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증발기 입구에 설치한다.
  2. 액압축을 방지하며 압축기를 보호한다.
  3. 냉각할 때 침입한 공기와 냉매를 혼합시킨다.
  4. 증발기에 공급되는 냉매액을 냉각시킨다.
(정답률: 79%)
  • 액분리기는 증발기 출구와 압축기 입구 사이에 설치되어 냉매 중의 액체를 분리함으로써, 액체 상태의 냉매가 압축기로 들어가는 액압축을 방지하고 압축기를 보호하는 역할을 합니다.
    오답 노트
    증발기 입구에 설치한다: 증발기 출구에 설치함
    침입한 공기와 냉매를 혼합시킨다: 공기를 제거하는 것은 수액기나 필터 드라이어의 역할임
    냉매액을 냉각시킨다: 액체 냉매를 분리하는 것이 주 목적임
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39. 1단 압축 1단 팽창 이론 냉동사이클에서 압축기의 압축과정은?

  1. 등엔탈피변화
  2. 정적변화
  3. 등엔트로피변화
  4. 등온변화
(정답률: 65%)
  • 이론 냉동사이클에서 압축 과정은 외부와의 열 교환이 없는 단열 압축으로 가정하므로, 엔트로피가 일정하게 유지되는 등엔트로피변화가 됩니다.
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40. 실제 냉동사이클에서 냉매가 증발기에서 나온 후, 압축기의 흡입 전 흡입가스 변화는?

  1. 압력은 감소하고 엔탈피는 증가한다.
  2. 압력과 엔탈피는 감소한다.
  3. 압력은 증가하고 엔탈피는 감소한다.
  4. 압력과 엔탈피는 증가한다.
(정답률: 59%)
  • 냉매가 증발기를 나와 압축기로 이동하는 배관 구간에서는 마찰에 의한 압력 손실이 발생하여 압력이 감소하며, 외부 열 침입으로 인해 엔탈피는 증가하게 됩니다.
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3과목: 공기조화

41. 20명의 인원이 각각 1개비의 담배를 동시에 피울 경우 필요한 실내 환기량은? (단, 담배 1개비당 발생하는 배연량은 0.54g/h, 1m3/h의 환기 가능한 허용 담배 연소량은 0.017g/h 이다.)

  1. 235 m3/h
  2. 347 m3/h
  3. 527 m3/h
  4. 635 m3/h
(정답률: 73%)
  • 전체 담배 연소량에 따른 필요 환기량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{N \times W}{A}$$
    (환기량 = 인원 $\times$ 개비당 연소량 / 허용 연소량)
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{20 \times 0.54}{0.017}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 635.3$$
    따라서 필요한 실내 환기량은 $635\text{ m}^3/\text{h}$ 입니다.
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42. 보일러 출력표시에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정격출력 : 연속 운전이 가능한 보일러의 능력으로 난방부하, 급탕부하, 배관부하, 예열부하의 합이다.
  2. 정미출력 : 난방부하, 급탕부하, 예열부하의 합이다.
  3. 상용출력 : 정격출력에서 예열부하를 뺀 값이다.
  4. 과부하출력 : 운전초기에 과부하가 발생했을 때는 정격 출력의 10~20% 정도 증가해서 운전할 때의 출력으로 한다.
(정답률: 77%)
  • 정미출력은 보일러가 실제로 공급하는 유효한 열량으로, 난방부하와 급탕부하의 합을 의미합니다.
    오답 노트
    정미출력 : 난방부하, 급탕부하, 예열부하의 합이다: 예열부하가 포함되지 않으므로 틀림
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43. 다음 공조방식 중 개별식에 속하는 것은 어느 것인가?

  1. 팬 코일 유닛 방식
  2. 단일 덕트 방식
  3. 2중 덕트 방식
  4. 패키지 유닛 방식
(정답률: 68%)
  • 패키지 유닛 방식은 냉난방 장치가 하나의 유닛으로 구성되어 개별 공간에 설치하는 대표적인 개별식 공조방식입니다.
    오답 노트
    팬 코일 유닛 방식, 단일 덕트 방식, 2중 덕트 방식: 중앙식 공조방식
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44. 습공기의 가습 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 순환수를 분무하는 방법
  2. 온수를 분무하는 방법
  3. 수증기를 분무하는 방법
  4. 외부공기를 가열하는 방법
(정답률: 83%)
  • 가습은 공기 중에 수분을 공급하는 과정입니다. 순환수, 온수, 수증기를 분무하는 방법은 모두 수분을 직접 공급하는 가습 방법이지만, 외부공기를 가열하는 방법은 온도를 높이는 가열 과정일 뿐 수분을 공급하는 가습과는 거리가 멉니다.
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45. 동일한 송풍기에서 회전수를 2배로 했을 경우 풍량, 정압, 소요동력의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 풍량 1배, 정압 2배, 소요동력 2배
  2. 풍량 1배, 정압 2배, 소요동력 4배
  3. 풍량 2배, 정압 4배, 소요동력 4배
  4. 풍량 2배, 정압 4배, 소요동력 8배
(정답률: 81%)
  • 송풍기의 회전수 변화에 따른 풍량, 정압, 동력의 관계는 송풍기 법칙을 따릅니다. 회전수가 $n$배 증가하면 풍량은 $n$배, 정압은 $n^2$배, 소요동력은 $n^3$배가 됩니다.
    회전수가 2배가 되었으므로:
    풍량: $2^1 = 2$배
    정압: $2^2 = 4$배
    소요동력: $2^3 = 8$배
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46. 건물의 외벽 크기가 10m×2.5m이며, 벽 두께가 250mm인 벽체의 양 표면 온도가 각각 –15℃, 26℃일 때, 이 벽체를 통한 단위 시간당의 손실열량은? (단, 벽의 열전도율은 0.05kcal/mㆍhㆍ℃ 이다.)

  1. 20.5 kcal/h
  2. 205 kcal/h
  3. 102.5 kcal/h
  4. 240 kcal/h
(정답률: 67%)
  • 열전도 방정식을 이용하여 벽체를 통해 전달되는 단위 시간당 손실열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$q = \frac{\lambda}{l} \times A \times (t_1 - t_2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$q = \frac{0.05}{0.25} \times (10 \times 2.5) \times (26 - (-15))$$
    ③ [최종 결과]
    $$q = 205\text{ kcal/h}$$
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47. 흡수식 냉동기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비교적 소용량보다는 대용량에 적합하다.
  2. 발생기에는 증기에 의한 가열이 이루어진다.
  3. 냉매는 브롬화리튬(LiBr), 흡수제는 물(H2O)의 조합으로 이루어진다.
  4. 흡수기에는 냉각수를 사용하여 냉각시킨다.
(정답률: 80%)
  • 흡수식 냉동기(브롬화리튬 흡수식)에서 냉매는 물($H_2O$)이며, 흡수제는 브롬화리튬($LiBr$)입니다. 두 물질의 역할이 서로 바뀌어 설명되었습니다.
    오답 노트
    비교적 소용량보다는 대용량에 적합하다: 옳은 설명
    발생기에는 증기에 의한 가열이 이루어진다: 옳은 설명
    흡수기에는 냉각수를 사용하여 냉각시킨다: 옳은 설명
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48. 장방형 덕트(긴변 a, 짧은 변 b)의 원형 덕트 지름 환산식으로 옳은 것은?

(정답률: 83%)
  • 장방형 덕트를 동일한 압력 손실을 갖는 원형 덕트의 상당 직경으로 환산하는 식은 다음과 같습니다.
    $$d_e = 1.3 [ \frac{(ab)^5}{(a+b)^2} ]^{1/8}$$
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49. 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: 85%)
  • 달시-바이스바하 식에서 마찰저항계수 $\lambda$는 관내 유동의 상태를 나타내는 레이놀즈수($Re$)와 관 벽면의 거친 정도를 나타내는 상대조도($\epsilon/d$)의 함수로 결정됩니다.
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50. 공기 중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도 즉, 공기가 포화상태로 될 때의 온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 건구온도
  2. 노점온도
  3. 습구온도
  4. 상당외기온도
(정답률: 83%)
  • 노점온도(Dew point temperature)는 공기 중의 수증기가 냉각되어 응축되기 시작할 때의 온도로, 이때 공기는 포화상태가 됩니다.
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51. 공기 중의 수분이 벽이나 천장, 바닥 등에 닿았을 때 응축되어 이슬이 맺히는 경우가 있다. 이와 같은 수분의 응축 결로를 방지하는 방법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 다습한 외기를 도입하지 않도록 한다.
  2. 벽체인 경우 단열재를 부착한다.
  3. 유리창인 경우 2중유리를 사용한다.
  4. 공기와 접촉하는 벽면의 온도를 노점온도 이하로 낮춘다.
(정답률: 78%)
  • 결로 현상을 방지하기 위해서는 공기와 접촉하는 벽면의 온도가 수증기가 응축되기 시작하는 온도인 노점온도보다 높게 유지되어야 합니다.
    오답 노트
    공기와 접촉하는 벽면의 온도를 노점온도 이하로 낮춘다: 노점온도보다 낮아지면 수증기가 응축되어 결로가 발생함
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52. 에너지 절약의 효과 및 사무자동화(OA)에 의한 건물에서 내부발생열의 증가와 부하변동에 대한 제어성이 우수하기 때문에 대규모 사무실 건물에 적합한 공기조화 방식은?

  1. 정풍량(CAV) 단일덕트 방식
  2. 유인유닛 방식
  3. 룸 쿨러 방식
  4. 가변풍량(VAV) 단일덕트 방식
(정답률: 79%)
  • 가변풍량(VAV) 단일덕트 방식은 부하 변동에 따라 송풍량을 조절하므로 에너지 절약 효과가 크며, 사무자동화(OA) 기기로 인해 내부발생열이 많고 변동이 심한 대규모 사무실 건물에 가장 적합한 방식입니다.
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53. 바닥취출 공조방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 천장 덕트를 최소화 하여 건축 층고를 줄일 수 있다.
  2. 개개인에 맞추어 풍량 및 풍속 조절이 어려워 쾌적성이 저해된다.
  3. 가압식의 경우 급기거리가 18m 이하로 제한된다.
  4. 취출온도와 실내온도 차이가 10℃ 이상이면 드래프트 현상을 유발할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 바닥취출 공조방식은 바닥에 설치된 디퓨저를 통해 공기를 공급하므로, 사용자가 개개인의 쾌적성에 맞게 풍량과 풍속을 직접 조절할 수 있다는 것이 큰 장점입니다.
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54. 실내의 냉방 현열부하가 5000kcal/h, 잠열부하가 800kcal/h, 방을 실온 26℃로 냉각하는 경우 송풍량은? (단, 취출온도는 15℃이며, 건공기의 정압비열은 0.24kcal/kgㆍ℃, 공기의 비중량은 1.2kg/m3이다.)

  1. 1578 m3/h
  2. 878 m3/h
  3. 678 m3/h
  4. 578 m3/h
(정답률: 66%)
  • 냉방 현열부하를 이용해 필요한 송풍량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{q_s}{\gamma \times C_p \times \Delta t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{5000}{1.2 \times 0.24 \times (26 - 15)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 1578$$
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55. 실내를 항상 급기용 송풍기를 이용하여 정압(+)상태로 유지할 수 있어서 오염된 공기의 침입을 방지하고, 연소용 공기가 필요한 보일러실, 반도체 무균실, 소규모 변전실, 창고 등에 적합한 환기법은?

  1. 제 1종 환기
  2. 제 2종 환기
  3. 제 3종 환기
  4. 제 4종 환기
(정답률: 76%)
  • 급기용 송풍기만 사용하여 실내를 정압(+) 상태로 유지함으로써 외부 오염 공기 침입을 막는 방식은 제 2종 환기입니다.
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56. 단일덕트 재열방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 냉각기에 재열부하가 추가된다.
  2. 송풍 공기량이 증가한다.
  3. 실별 제어가 가능하다.
  4. 현열비가 큰 장소에 적합하다.
(정답률: 55%)
  • 단일덕트 재열방식은 잠열부하가 많아 현열비가 작은 장소에 적합한 방식입니다.
    오답 노트
    냉각기에 재열부하가 추가된다: 맞음
    송풍 공기량이 증가한다: 맞음
    실별 제어가 가능하다: 맞음
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57. 가변풍량 공조방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 다른 방식에 비하여 에너지 절약 효과가 높다.
  2. 실내공기의 청정화를 위하여 대풍량이 요구될 때 적합하다.
  3. 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 때 적합하다.
  4. 동시사용률을 고려하여 기기용량을 결정할 수 있어 정풍량 방식에 비하여 기기의 용량을 적게 할 수 있다.
(정답률: 66%)
  • 가변풍량(VAV) 방식은 송풍량을 조절하여 에너지를 절감하지만, 풍량이 줄어들면 실내 공기 청정도가 떨어지므로 대풍량이 요구되는 청정화 목적에는 적합하지 않습니다.
    오답 노트
    다른 방식에 비하여 에너지 절약 효과가 높다: 맞음
    각 실의 실온을 개별적으로 제어할 때 적합하다: 맞음
    동시사용률을 고려하여 기기용량을 결정할 수 있어 정풍량 방식에 비하여 기기의 용량을 적게 할 수 있다: 맞음
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58. 습공기의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상대습도란 어떤 공기의 절대습도와 동일온도의 포화습공기의 절대습도의 비를 말한다.
  2. 절대습도는 습공기에 포함된 수증기의 중량을 건공기 1kg에 대하여 나타낸 것이다.
  3. 포화공기란 습공기 중의 절대습도, 건구온도 등이 변화하면서 수증기가 포화상태에 이른 공기를 말한다.
  4. 무입공기란 포화수증기 이상의 수분을 함유하여 공기중에 미세한 물방울을 함유하는 공기를 말한다.
(정답률: 61%)
  • 상대습도는 절대습도의 비가 아니라, 어떤 공기의 수증기분압과 동일온도 포화공기의 수증기분압의 비를 의미합니다.
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59. 공기조화설비는 공기조화기, 열원장치 등 4대 주요장치로 구성되어 있다. 4대 주요장치의 하나인 공기조화기에 해당되는 것이 아닌 것은?

  1. 에어필터
  2. 공기냉각기
  3. 공기가열기
  4. 왕복동 압축기
(정답률: 75%)
  • 공기조화기는 공기를 정화, 가열, 냉각, 가습하여 실내로 공급하는 장치로 에어필터, 공기냉각기, 공기가열기 등이 이에 해당합니다.
    오답 노트
    왕복동 압축기: 공기조화기가 아닌 냉동 사이클의 핵심인 열원장치(냉동기)에 해당합니다.
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60. 다음 습공기 선도의 공기조화과정을 나타낸 장치도는? (단, ① = 외기, ② = 환기, HC = 가열기, CC = 냉각기이다.)

(정답률: 78%)
  • 습공기 선도의 상태 변화를 분석하면 장치 구성을 알 수 있습니다.
    1 $\rightarrow$ 3: 온도가 상승하므로 가열기(H) 통과
    4 $\rightarrow$ 5: 절대습도가 증가하므로 가습기 통과
    5 $\rightarrow$ 6: 다시 온도가 상승하므로 가열기(H) 통과
    따라서 이 과정이 순서대로 배치된 $\text{}$가 정답입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 논리식 중 동일한 값을 나타내지 않는 것은?

  1. X (X + Y)
(정답률: 73%)
  • 논리식의 간소화를 통해 동일 여부를 판단합니다. $X(X+Y) = XX + XY = X + XY = X(1+Y) = X$이며, $\text{}$와 $\text{}$ 또한 전개 및 정리 시 $X$가 됩니다. 하지만 $\text{}$는 $X(\overline{X}+Y) = X\overline{X} + XY = 0 + XY = XY$가 되어 결과값이 $X$와 다르므로 동일하지 않습니다.
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62. 광전형 센서에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전압 변화형 센서이다.
  2. 포토 다이오드, 포토 TR 등이 있다.
  3. 반도체의 pn접합 기전력을 이용한다.
  4. 초전 효과(pyroelectric effect)를 이용한다.
(정답률: 63%)
  • 광전형 센서는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 센서로, 포토 다이오드나 포토 TR과 같이 반도체의 pn접합 기전력을 이용하는 전압 변화형 센서입니다.
    오답 노트
    초전 효과(pyroelectric effect)를 이용한다: 온도 변화에 따라 전기가 발생하는 효과로, 적외선 센서 등에 사용되는 원리입니다.
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63. 3상 권선형 유도전동기 2차측에 외부저항을 접속하여 2차 저항값을 증가시키면 나타나는 특성으로 옳은 것은?

  1. 슬립 감소
  2. 속도 증가
  3. 기동토크 증가
  4. 최대토크 증가
(정답률: 61%)
  • 3상 권선형 유도전동기의 2차측에 외부 저항을 삽입하여 저항값을 증가시키면, 비슬립 토크의 최대점 이동으로 인해 기동 시의 토크가 증가하는 효과가 있습니다.
    오답 노트
    슬립 감소: 저항 증가 시 슬립은 증가합니다.
    속도 증가: 저항 증가 시 속도는 감소합니다.
    최대토크 증가: 최대토크의 크기 자체는 2차 저항값과 관계없이 일정합니다.
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64. R, L, C 가 서로 직렬로 연결되어 있는 회로에서 양단의 전압과 전류가 동상이 되는 조건은?

  1. ω = LC
  2. ω = L2C
(정답률: 82%)
  • RLC 직렬 회로에서 전압과 전류가 동상이 된다는 것은 리액턴스 성분이 서로 상쇄되어 임피던스가 최소가 되는 공진 상태를 의미합니다. 이때의 각주파수 $\omega$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}$$
    ② [숫자 대입] (대입 과정 없음)
    ③ [최종 결과] $$\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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65. 콘덴서의 정전용량을 높이는 방법으로 틀린 것은?

  1. 극판의 면적을 넓게 한다.
  2. 극판간의 간격을 작게 한다.
  3. 극판 간의 절연 파괴 전압을 작게 한다.
  4. 극판 사이의 유전체를 비유전율이 큰 것으로 사용한다.
(정답률: 54%)
  • 콘덴서의 정전용량 $C$는 극판의 면적에 비례하고, 간격에 반비례하며, 유전율에 비례하는 원리를 가집니다.
    오답 노트
    극판 간의 절연 파괴 전압을 작게 한다: 절연 파괴 전압은 내전압 특성과 관련된 사항이며, 정전용량을 높이는 물리적 방법이 아닙니다.
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66. 그림과 같은 계전기 접점회로의 논리식은?

(정답률: 66%)
  • 제시된 회로도는 접점의 병렬 및 직렬 연결로 구성된 논리 회로입니다. 상단부의 $x$와 $\bar{y}$가 병렬로 연결되어 $(x + \bar{y})$가 되고, 하단부의 $z$와 $\bar{x}$가 병렬로 연결되어 $(z + \bar{x})$가 됩니다. 이 두 덩어리가 전체적으로 직렬 연결되어 있으므로 최종 논리식은 가 됩니다.
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67. 계측기 선정 시 고려사항이 아닌 것은?

  1. 신뢰도
  2. 정확도
  3. 미려도
  4. 신속도
(정답률: 80%)
  • 계측기를 선정할 때는 측정값의 믿음직한 정도인 신뢰도, 실제값과 측정값의 차이를 나타내는 정확도, 그리고 측정 속도인 신속도를 중요하게 고려해야 합니다. 미려도는 외관의 아름다움을 뜻하므로 계측기의 성능 및 선정 기준과는 무관합니다.
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68. (3/2)ㆍπ(rad)단위를 각도(°) 단위로 표시하면 얼마인가?

  1. 120°
  2. 240°
  3. 270°
  4. 360°
(정답률: 79%)
  • 호도법(rad)을 육십분법(°)으로 변환할 때는 $\pi$ rad를 $180^{\circ}$로 치환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{각도} = \text{라디안} \times \frac{180^{\circ}}{\pi}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{각도} = \frac{3}{2}\pi \times \frac{180^{\circ}}{\pi}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{각도} = 270^{\circ}$$
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69. 궤환제어계에 속하지 않는 신호로서 외부에서 제어량이 그 값에 맞도록 제어계에 주어지는 신호를 무엇이라 하는가?

  1. 목표값
  2. 기준 입력
  3. 동작 신호
  4. 궤환 신호
(정답률: 61%)
  • 궤환제어계에서 제어 대상이 도달해야 할 최종 값으로, 외부에서 제어계에 입력으로 주어지는 신호를 목표값이라고 합니다.
    오답 노트
    기준 입력, 동작 신호, 궤환 신호: 시스템 내부의 신호 흐름이나 피드백 과정에 관여하는 신호들입니다.
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70. 타력제어와 비교한 자력제어의 특징 중 틀린 것은?

  1. 저비용
  2. 구조 간단
  3. 확실한 동작
  4. 빠른 조작 속도
(정답률: 71%)
  • 자력제어는 타력제어에 비해 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 동작이 확실하다는 장점이 있지만, 조작 속도는 타력제어가 더 빠릅니다.
    오답 노트
    저비용, 구조 간단, 확실한 동작: 자력제어의 대표적인 특징입니다.
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71. 그림(a)의 직렬로 연결된 저항회로에서 입력전압 V1과 출력전압 Vo의 관계를 그림(b)의 신호흐름선도로 나타날 때 A 에 들어갈 전달함수는?

(정답률: 64%)
  • 그림 (a)의 회로는 $R_1, R_2$가 직렬로 연결되고 $R_3$가 병렬로 연결된 전압 분배 회로입니다. 출력 전압 $v_o$는 전체 전압 $v_1$에 대해 $R_3$에 걸리는 전압 비율로 결정되며, 신호흐름선도에서 피드백 루프 $-1$이 존재하므로 전달함수 $A$는 전체 이득을 나타내는 전압 분배 식과 일치해야 합니다.
    정답은 입니다.
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72. 다음 (a), (b) 두 개의 블록선도가 등가가 되기 위한 K는?

  1. 0
  2. 0.1
  3. 0.2
  4. 0.3
(정답률: 62%)
  • 두 블록선도의 전달함수가 동일해야 합니다.
    (a)의 전달함수는 피드백 루프를 적용하여 계산하고, (b)는 직렬 연결 후 단위 피드백을 적용하여 $K$ 값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$(a) \frac{C}{R} = \frac{3}{1 - (-3 \times 4)}, (b) \frac{C}{R} = \frac{3 \times K}{1 + (3 \times K \times 1)}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{3}{13} = \frac{3K}{1 + 3K}$$
    ③ [최종 결과] $$K = 0.1$$
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73. 무인 커피 판매기는 무슨 제어인가?

  1. 서보기구
  2. 자동조정
  3. 시퀀스제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 65%)
  • 무인 커피 판매기처럼 미리 정해진 순서(Sequence)에 따라 단계적으로 동작이 진행되는 제어 방식을 시퀀스제어라고 합니다.
    오답 노트
    서보기구: 정해진 궤적을 따라 움직이는 기구
    자동조정: 목표값 유지를 위한 피드백 제어
    프로세스제어: 온도, 압력 등 연속 물리량 제어
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74. 공작기계를 이용한 제품가공을 위해 프로그램을 이용하는 제어와 가장 관계 깊은 것은?

  1. 속도 제어
  2. 수치 제어
  3. 공정 제어
  4. 최적 제어
(정답률: 67%)
  • 수치 제어는 공작기계 가공 시 프로그램(수치 정보)을 이용하여 기계의 동작을 정밀하게 제어하는 방식입니다.
    오답 노트
    속도 제어: 모터 등의 회전 속도를 조절하는 제어
    공정 제어: 생산 공정의 변수를 제어하는 방식
    최적 제어: 특정 성능 지수를 최소화 또는 최대화하는 제어
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75. 전압, 전류, 주파수 등의 양을 주로 제어하는 것으로 응답속도가 빨라야 하는 것이 특징이며, 정전압장치나 발전기 및 조속기의 제어 등에 활용하는 제어방법은?

  1. 서보기구
  2. 비율제어
  3. 자동조정
  4. 프로세스제어
(정답률: 50%)
  • 자동조정은 기계적 또는 전기적 값을 일정한 목표치로 계속 유지시키기 위한 제어로, 정전압장치나 조속기 제어처럼 응답속도가 매우 빨라야 하는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    서보기구: 정해진 동작을 수행하는 기구
    비율제어: 오차에 비례하여 제어량을 조절하는 방식
    프로세스제어: 화학 공정 등 연속적인 상태를 제어하는 방식
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76. 단상변압기 3대를 Δ결선하여 3상 전원을 공급하다가 1대의 고장으로 인하여 고장난 변압기를 제거하고 V결선으로 바꾸어 전력을 공급할 경우 출력은 당초 전력의 약 몇 % 까지 가능하겠는가?

  1. 46.7
  2. 57.7
  3. 66.7
  4. 86.7
(정답률: 61%)
  • $\Delta$결선에서 V결선으로 변경 시 출력비는 변압기 3대의 정격출력 대비 V결선 출력의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{출력비} = \frac{\sqrt{3}P}{3P}$$
    ② [숫자 대입] $$\text{출력비} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$
    ③ [최종 결과] $$\text{출력비} = 0.577$$
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77. 도체를 늘려서 길이가 4배인 도선을 만들었다면 도체의 전기저항은 처음의 몇 배인가?

  1. 1/4
  2. 1/16
  3. 4
  4. 16
(정답률: 55%)
  • 도체의 부피가 일정할 때 길이를 늘리면 단면적은 반비례하여 감소하며, 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \rho \frac{L}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    길이가 $4$배가 되면 단면적 $A$는 $1/4$배가 되므로
    $$R = \rho \frac{4L}{A/4} = 16 \times \rho \frac{L}{A}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = 16$$
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78. L=4H 인 인덕턴스에 i=-30e-3tA의 전류가 흐를 때 인덕턴스에 발생하는 단자전압은 몇 V인가?

  1. 90e-3t
  2. 120e-3t
  3. 180e-3t
  4. 360e-3t
(정답률: 47%)
  • 인덕턴스에 흐르는 전류의 시간 변화율에 비례하여 단자전압이 유도되는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = L \frac{di}{dt}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 4 \times \frac{d}{dt}(-30e^{-3t})$$
    $$V = 4 \times (-30 \times -3)e^{-3t}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 360e^{-3t}$$
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79. 출력의 변동을 조정하는 동시에 목표값에 정확히 추종하도록 설계한 제어계는?

  1. 타력 제어
  2. 추치 제어
  3. 안정 제어
  4. 프로세서 제어
(정답률: 71%)
  • 추치 제어는 출력의 변동을 억제함과 동시에 설정된 목표값(추치)에 정확하고 빠르게 추종하도록 설계된 제어 방식입니다.
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80. 제어기기의 변환요소에서 온도를 전압으로 변환시키는 요소는?

  1. 열전대
  2. 광전지
  3. 벨로우즈
  4. 가변 저항기
(정답률: 83%)
  • 열전대는 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하여 온도 차이가 발생할 때 전압(기전력)이 생성되는 제베크 효과를 이용한 온도 센서입니다.
    오답 노트
    광전지: 빛 에너지를 전압으로 변환
    벨로우즈: 압력 변화를 기계적 변위로 변환
    가변 저항기: 저항값을 조절하여 전류/전압을 제어
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5과목: 배관일반

81. 관의 부식 방지 방법으로 틀린 것은?

  1. 전기 절연을 시킨다.
  2. 아연도금을 한다.
  3. 열처리를 한다.
  4. 습기의 접촉을 없게 한다.
(정답률: 79%)
  • 관의 부식을 방지하기 위해서는 전기적 절연, 아연도금, 습기 차단 등의 조치가 필요합니다. 반면 열처리는 오히려 부식을 촉진시킬 수 있어 부식 방지 방법으로 적절하지 않습니다.
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82. 급탕 배관에서 설치되는 팽창관의 설치위치로 적당한 것은?

  1. 순환펌프와 가열장치 사이
  2. 가열장치와 고가탱크 사이
  3. 급탕관과 환수관 사이
  4. 반탕관과 순환펌프 사이
(정답률: 60%)
  • 급탕 가열 시 물의 부피가 팽창하거나 공기가 발생하는데, 이를 고가탱크로 배출시켜 시스템의 압력을 조절해야 하므로 팽창관은 가열장치와 고가탱크 사이에 설치합니다.
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83. 기수 혼합식 급탕설비에서 소음을 줄이기 위해 사용되는 기구는?

  1. 서모스탯
  2. 사일렌서
  3. 순환펌프
  4. 감압밸브
(정답률: 85%)
  • 기수 혼합식 급탕설비에서 물과 증기가 섞일 때 발생하는 소음을 억제하기 위해 사일렌서를 설치합니다.
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84. 다음 중 소형, 경량으로 설치면적이 적고 효율이 좋으므로 가장 많이 사용되고 있는 냉각탑의 종류는?

  1. 대기식 냉각탑
  2. 대향류식 냉각탑
  3. 직교류식 냉각탑
  4. 밀폐식 냉각탑
(정답률: 70%)
  • 대향류식 냉각탑은 공기와 물이 서로 반대 방향으로 흐르는 구조로, 소형·경량이며 설치 면적이 적고 효율이 뛰어나 가장 널리 사용됩니다.
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85. 도시가스 입상배관의 관 지름이 20mm 일 때 움직이지 않도록 몇 m 마다 고정 장치를 부착해야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 82%)
  • 도시가스 입상배관의 고정 간격은 관 지름에 따라 결정됩니다. 관 지름 $20\text{mm}$는 $13\text{mm}$이상 $33\text{mm}$이하 범위에 해당하므로 $2\text{m}$ 마다 고정 장치를 부착해야 합니다.
    오답 노트
    1m: $\text{ø}13$ 미만일 때 적용
    3m: $\text{ø}33$ 초과일 때 적용
    4m: 해당 기준 없음
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86. 공장에서 제조 정제된 가스를 저장했다가 공급하기 위한 압력탱크로 가스압력을 균일하게 하며, 급격한 수요변화에도 제조량과 소비량을 조절하기 위한 장치는?

  1. 정압기
  2. 압축기
  3. 오리피스
  4. 가스홀더
(정답률: 76%)
  • 가스홀더는 가스 제조량과 소비량의 차이를 조절하기 위해 가스를 일시적으로 저장하여 압력을 균일하게 유지하고 안정적으로 공급하는 장치입니다.
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87. 배관 도시기호 치수기입법 중 높이 표시에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. EL : 배관의 높이를 관의 중심을 기준으로 표시
  2. GL : 포장된 지표면을 기준으로 하여 배관장치의 높이를 표시
  3. FL : 1층의 받닥면을 기준으로 표시
  4. TOP : 지름이 다른 관의 높이를 나타낼 때 관외경의 아랫면까지를 기준으로 표시
(정답률: 76%)
  • 배관 도시기호에서 TOP은 관외경의 윗면까지를 기준으로 높이를 표시하는 기호입니다.
    오답 노트
    TOP: 관외경의 아랫면이 아니라 윗면까지를 기준으로 함
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88. 급수배관에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수평배관은 필요할 경우 관내의 물을 배제하기 위하여 1/100∼1/150 의 구배를 준다.
  2. 상향식 급수배관의 경우 수평주관은 내림구배, 수평분기관은 올림구배로 한다.
  3. 배관이 벽이나 바닥을 관통하는 곳에는 후일 수리시 교체가 쉽도록 슬리브(sleeve)를 설치한다.
  4. 급수관과 배수관을 수평으로 매설하는 경우 급수관을 배수관의 아래쪽이 되도록 매설한다.
(정답률: 65%)
  • 급수배관 설치 시 유지보수를 위해 벽이나 바닥 관통부에 슬리브(sleeve)를 설치하는 것이 옳습니다.
    오답 노트
    수평배관 구배: $1/250$이상의 구배를 주어야 함
    매설 위치: 급수관은 오염 방지를 위해 배수관의 윗쪽에 매설해야 함
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89. 호칭지름 20A 인 강관을 2개의 45° 엘보를 사용해서 그림과 같이 연결하고자 한다. 밑면과 높이가 똑같이 150mm라면 빗면 연결부분의 관의 실제소요길이(ℓ)는? (단, 45°엘보 나사부의 길이는 15mm, 이음쇠의 중심선에서 단면까지 거리는 25mm로 한다.)

  1. 178 mm
  2. 180 mm
  3. 192 mm
  4. 212 mm
(정답률: 64%)
  • 피타고라스 정리를 이용해 전체 치수 길이를 구한 후, 이음쇠의 여유 길이를 제외하여 실제 관 길이를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$l = \sqrt{150^2 + 150^2} - 2 \cdot (d - n)$$
    ② [숫자 대입] $$l = \sqrt{150^2 + 150^2} - 2 \cdot (25 - 15)$$
    ③ [최종 결과] $$l = 192$$
    따라서 실제 소요 길이는 $192 \text{ mm}$ 입니다.
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90. 저압가스배관에서 관 내경이 25mm에서 압력손실이 320mmAq이라면, 관 내경이 50mm로 2배로 되었을 때 압력손실은 얼마인가?

  1. 160mmAq
  2. 80mmAq
  3. 32mmAq
  4. 10mmAq
(정답률: 33%)
  • 저압가스배관에서 압력손실은 관경의 5제곱에 반비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta P_{2} = \Delta P_{1} \times (\frac{D_{1}}{D_{2}})^5$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta P_{2} = 320 \times (\frac{25}{50})^5$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta P_{2} = 10$$
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91. 증기배관의 트랩장치에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 저압증기에서는 보통 버킷형 트랩을 사용한다.
  2. 냉각레그(cooling leg)는 트랩의 입구 쪽에 설치한다.
  3. 트랩의 출구쪽에는 스트레이너를 설치한다.
  4. 플로트형 트랩은 상·하 구분없이 수직으로 설치한다.
(정답률: 54%)
  • 냉각레그(cooling leg)는 증기를 냉각시켜 응축수로 변환하여 트랩으로 보내기 위해 트랩 입구 쪽에 설치하는 장치입니다.
    오답 노트
    저압증기에서는 보통 버킷형 트랩을 사용한다: 고압증기에서 주로 사용
    트랩의 출구쪽에는 스트레이너를 설치한다: 입구 쪽에 설치하여 이물질 제거
    플로트형 트랩은 상·하 구분없이 수직으로 설치한다: 상하 구분이 필수적임
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92. 냉동배관 재료 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 가공성이 양호 할 것
  2. 내식성이 좋을 것
  3. 냉매와 윤활유가 혼합될 때, 화학적 작용으로 인한 냉매의 성질이 변하지 않을 것
  4. 저온에서 기계적 강도 및 압력손실이 적을 것
(정답률: 68%)
  • 냉동배관은 저온 환경에서도 견뎌야 하므로 기계적 강도가 커야 하며, 에너지 효율을 위해 압력손실은 적어야 합니다.
    오답 노트
    저온에서 기계적 강도 및 압력손실이 적을 것: 강도는 커야 함
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93. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 적을 것
  2. 균열 신축이 적을 것
  3. 내식성 및 내열성이 있을 것
  4. 비중이 크고 흡습성이 클 것
(정답률: 85%)
  • 보온재는 열 손실을 막고 내구성을 유지하기 위해 비중이 작고 흡습성이 낮아야 합니다.
    오답 노트
    비중이 크고 흡습성이 클 것: 보온 성능 저하 및 재료 변형의 원인이 됨
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94. 급탕배관의 관경을 결정할 때 고려해야 할 요소로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 1m 마다의 마찰손실
  2. 순환수량
  3. 관내유속
  4. 펌프의 양정
(정답률: 66%)
  • 급탕배관의 관경을 결정할 때는 유속, 유량, 마찰손실 등을 고려해야 합니다. 펌프의 양정은 관경 결정 요소가 아니라, 결정된 관경과 손실을 바탕으로 펌프를 선정할 때 고려하는 요소입니다.
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95. 증기난방 배관설비의 응축수 환수방법 중 증기의 순환이 가장 빠른 방법은?

  1. 진공 환수식
  2. 기계 환수식
  3. 자연 환수식
  4. 중력 환수식
(정답률: 74%)
  • 진공 환수식은 펌프를 이용해 강제로 진공 상태를 만들어 응축수를 회수하므로, 자연적으로 흐르게 하는 방식보다 증기의 순환 속도가 가장 빠릅니다.
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96. 가스배관 경로 선정 시 고려하여야 할 내용으로 적당하지 않은 것은?

  1. 최단거리로 할 것
  2. 구부러지거나 오르내림을 적게 할 것
  3. 가능한 은폐매설을 할 것
  4. 가능한 옥외에 설치할 것
(정답률: 82%)
  • 가스배관은 유지보수와 누설 점검이 용이해야 하므로 가능한 은폐매설을 피하고 노출 설치하거나 바깥에 매설하는 것이 원칙입니다.
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97. 부력에 의해 밸브를 개폐하여 간헐적으로 응축수를 배출하는 구조를 가진 증기 트랩은?

  1. 열동식 트랩
  2. 버킷 트랩
  3. 플로트 트랩
  4. 충격식 트랩
(정답률: 64%)
  • 버킷 트랩은 내부에 있는 버킷의 부력 차이를 이용하여 밸브를 개폐함으로써 응축수를 간헐적으로 배출하는 방식이며, 주로 고압 증기의 관말 트랩으로 사용됩니다.
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98. 통기관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각개통기관의 관경은 그것이 접속되는 배수관 관경의 1/2이상으로 한다.
  2. 통기방식에는 신정통기, 각개통기, 회로통기 방식이 있다.
  3. 통기관은 트랩내의 봉수를 보호하고 관내 청결을 유지한다.
  4. 배수입관에서 통기입관의 접속은 90°T 이음으로 한다.
(정답률: 78%)
  • 배수입관에서 통기입관을 접속할 때는 흐름의 저항을 줄이기 위해 $45^{\circ}$이내의 각도로 Y이음을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    배수입관에서 통기입관의 접속은 90°T 이음으로 한다: $45^{\circ}$이내 Y이음 사용
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99. 배관에 사용되는 강관은 1℃변화함에 따라 1m당 몇 mm만큼 팽창하는가? (단, 관의 열팽창 계수는 0.00012m/m·℃ 이다.)

  1. 0.012
  2. 0.12
  3. 0.022
  4. 0.22
(정답률: 71%)
  • 열팽창 계수와 온도 변화량, 원래 길이를 곱하여 팽창 길이를 계산합니다.
    ① $$L = \alpha \times \Delta T \times L$$
    ② $$L = 0.00012 \times 1 \times 1$$
    ③ $$L = 0.00012 \text{ m} = 0.12 \text{ mm}$$
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100. 다음 신축이음 중 주로 증기 및 온수 난방용 배관에 사용되는 것은?

  1. 루프형 신축이음
  2. 슬리브형 신축이음
  3. 스위블형 신축이음
  4. 벨로즈형 신축이음
(정답률: 61%)
  • 스위블형 신축이음은 배관의 신축을 흡수하기 위해 회전 가능한 조인트를 사용하는 방식으로, 주로 증기 및 온수 난방용 배관에 적용됩니다.
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