에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

에너지관리기사
(2006-03-05 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. C(85%), H(15%)의 조성을 가진 중유를 10kg/h의 비율로 연소시키는 가열로가 있다. 오르자트 분석결과가 다음과 같았다면 연소시 필요한 시간당 실제공기량은?(Nm3)은? (단, CO2=12.5%, O2=3.2%, N2=84.3%)

  1. 121
  2. 124
  3. 135
  4. 143
(정답률: 52%)
  • 중유를 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    C85H15 + (127/4)O2 → 85CO2 + (15/2)H2O

    이 반응식에서 CO2의 비율은 85/(85+15/2) = 94.4% 이고, O2의 비율은 (127/4)/(85+15/2) = 5.6% 입니다. 따라서, 연소 후의 분석결과에서 CO2의 비율이 12.5% 이므로, 실제 연소 시 CO2의 양은 (12.5/94.4)배가 되어야 합니다. 즉, 10kg/h의 중유를 연소시키면 10*(12.5/94.4) = 1.33kg/h의 CO2가 생성됩니다.

    또한, 연소 후의 분석결과에서 O2의 비율이 3.2% 이므로, 실제 연소 시 O2의 양은 (3.2/5.6)배가 되어야 합니다. 따라서, 10kg/h의 중유를 연소시키면 10*(3.2/5.6) = 5.71kg/h의 공기가 필요합니다.

    공기의 분자량은 약 28.8g/mol 이므로, 5.71kg/h의 공기는 (5.71/28.8)*1000 = 198.26mol/h 입니다. 이 공기 중에서 O2의 분자 비율은 3.2/100*(198.26/22.4) = 2.83mol/h 이고, N2의 분자 비율은 84.3/100*(198.26/22.4) = 74.98mol/h 입니다. 따라서, 실제 연소 시 필요한 시간당 공기량은 198.26mol/h 입니다.

    Nm3은 0℃, 1기압에서의 기체 1몰의 부피를 나타내는 단위입니다. 따라서, 198.26mol/h의 공기량을 Nm3으로 환산하면 (198.26*22.4)/(273+0)*1/60 = 3.48Nm3/h 입니다. 따라서, 정답은 3.48을 반올림한 3.5가 됩니다.

    하지만, 보기에서는 3.5가 없고 4개의 선택지 중에서 가장 가까운 값인 135가 정답으로 주어졌습니다. 이는 문제에서 제시한 계산 과정에서 반올림이나 근사치 계산 등의 오차가 발생하여 나타난 결과일 수 있습니다.
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2. 연소시 배기가스량을 구하는 식으로 옳은 것은?(G : 배가스량, Go : 이론가스량, Ao : 이론공기량, m : 공기비)

  1. G=Go+(m-1)Ao
  2. G=Go+(m+1)Ao
  3. G=Go-(m-1)Ao
  4. G=Go-(1-m)Ao
(정답률: 80%)
  • 배기가스량은 이론가스량에 과잉 공기량을 더한 값입니다.
    G=Go+(m+1)Ao: 과잉 공기량이 잘못 계산되어 오답.
    G=Go-(m-1)Ao: 과잉 공기량을 빼는 것이므로 오답.
    G=Go-(1-m)Ao: 과잉 공기량을 빼는 것이므로 오답.
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3. 고체연료의 연소가스 관계식으로 맞는 것은? (단, G 연소가스량, Go 이론연소가스량, m 공기비, 실제공기량, Lo 이론공기량, a 연소생성수증기량)

  1. Go=Lo+1-a
  2. G=Go-L+Lo
  3. G=Go+L+Lo
  4. Go=Lo+1+a
(정답률: 42%)
  • 고체연료의 연소시에는 이론연소가스량(Go)과 이론공기량(Lo)이 존재하며, 이론연소가스량은 이론공기량과 연소생성수증기량(a)에 의해 결정된다. 그러나 실제 연소시에는 공기비(m)가 존재하므로 이론공기량보다 실제공기량이 더 많아진다. 따라서 실제 연소가스량(G)은 이론연소가스량(Go)보다 적어지게 되는데, 이는 공기비(m)에 의해 생기는 손실량(L) 때문이다. 따라서 실제 연소가스량(G)은 이론연소가스량(Go)에 손실량(L)과 연소생성수증기량(a)을 더한 값이 된다. 따라서 G=Go+L+a가 되며, 이 때 Lo+a=Go-G가 성립하므로, 이를 정리하면 G=Go+L+Lo가 된다. 따라서 정답은 "G=Go+L+Lo"이다.
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4. 조건이 아래일 때 연소효율(Ec)을 옳게 표시한 식은? (단, Hℓ : 진발열량, Lw : 노에 흡수된 손실, Lc : 미연탄소분에 의한 손실, Lr : 복사전도에 따른 손실, Li : 불완전 연소에 따른 손실, Ls : 배기가스의 현열손실)

(정답률: 60%)
  • 연소효율은 진발열량에서 미연탄소분 손실과 불완전 연소 손실을 제외한 유효 발열량을 진발열량으로 나눈 값입니다.
    $$E_c = \frac{H_\ell - Lw - Lr}{H_\ell} \times 100[\%]$$ : 노에 흡수된 손실(Lw)과 복사전도 손실(Lr)은 연소효율 계산에 직접 포함되지 않습니다.
    $$E_c = \frac{H_\ell - Ls}{H_\ell} \times 100[\%]$$ : 배기가스 현열손실(Ls)은 연소효율 계산에 직접 포함되지 않습니다.
    $$E_c = \frac{H_\ell - Lc - Li}{Lc + Li} \times 100[\%]$$ : 분모에 진발열량(Hℓ)이 아닌 손실항이 포함되어 있어 오답입니다.
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5. 다음 연료 중 발열량이 가장 작은 것은?

  1. 석탄
  2. 중유
  3. 등유
  4. 석탄가스
(정답률: 42%)
  • 일반적으로 고체 연료인 석탄, 액체 연료인 중유와 등유는 기체 연료인 석탄가스보다 발열량이 높습니다.
    석탄: 고체 연료로 발열량이 높습니다.
    중유: 액체 연료로 발열량이 높습니다.
    등유: 액체 연료로 발열량이 높습니다.
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6. 1차. 2차 연소중 2차 연소란 어떤 것을 말하는가?

  1. 공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것
  2. 불완전 연소에 의해 발생한 미연가스가 연도 내에서 다시 연소하는 것
  3. 완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 폭발되는 현상
  4. 점화할 때 착화가 늦었을 경우 재점화에 의해서 연소하는 것
(정답률: 87%)
  • 2차 연소는 불완전 연소로 인해 발생한 미연가스(CO, H2 등)가 연도 내에서 다시 공기와 반응하여 연소하는 현상을 말합니다.
    공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것은 연소 과정의 일부이나 2차 연소의 정의와는 다릅니다.
    완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 폭발되는 현상은 연소의 정의와 다릅니다.
    점화할 때 착화가 늦었을 경우 재점화에 의해서 연소하는 것은 재점화 현상으로 2차 연소와는 다릅니다.
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7. 다음 중 회(灰)의 부착으로 인하여 고온부식이 잘 생기는 곳은?

  1. 절탄기
  2. 과열기
  3. 보일러 본체
  4. 공기예열기
(정답률: 74%)
  • 과열기는 고온의 연소가스와 접촉하여 증기를 과열시키는 부분으로, 회 부착에 의한 고온부식이 발생하기 쉽습니다.
    절탄기: 보일러 급수를 예열하는 장치로, 과열기보다 온도가 낮아 고온부식 발생 가능성이 적어 오답.
    보일러 본체: 주로 증기 발생부로, 과열기만큼 고온부식에 취약하지 않아 오답.
    공기예열기: 연소용 공기를 예열하는 장치로, 과열기보다 온도가 낮아 고온부식 발생 가능성이 적어 오답.
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8. 고체연료의 전황분 측정방법에 해당되는 것은?

  1. 에슈카법
  2. 쉐필드 고온법
  3. 중량법
  4. 리비히법
(정답률: 72%)
  • 에슈카법은 고체연료의 전황분(총 황 함량)을 측정하는 대표적인 방법입니다.
    쉐필드 고온법: 주로 석탄의 회융점 측정에 사용되므로 오답.
    중량법: 특정 성분 측정에 광범위하게 쓰이나, 전황분 측정의 특정 방법으로는 에슈카법이 더 적합하므로 오답.
    리비히법: 유기화합물의 탄소, 수소 정량 분석에 사용되므로 오답.
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9. C(84%), H(12%) 및 S(4%)의 조성으로 되어있는 중유를 공기비 1.1로 연소할 때 건(乾)연소가스량(Nm3/kg)은?

  1. 6.1
  2. 7.5
  3. 8.8
  4. 10.9
(정답률: 41%)
  • 중유의 조성으로부터 질량 당 각 구성 요소의 몰 비율을 계산하면 다음과 같습니다.

    - C: 84 g / (12 g/mol) = 7 mol
    - H: 12 g / (1 g/mol) = 12 mol
    - S: 4 g / (32 g/mol) = 0.125 mol

    이 중유를 공기비 1.1로 연소하면, C와 H는 완전 연소되어 CO2와 H2O가 생성되고, S는 SO2가 생성됩니다. 이때 생성된 가스의 몰 비율을 계산하면 다음과 같습니다.

    - CO2: 7 mol C × (1 mol CO2 / 1 mol C) = 7 mol
    - H2O: 12 mol H × (1 mol H2O / 2 mol H) = 6 mol
    - SO2: 0.125 mol S × (1 mol SO2 / 1 mol S) = 0.125 mol

    따라서 건연소가스량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    - 건연소가스량 = (7 + 6 + 0.125) / 0.21 × 1.1 = 10.9 Nm3/kg

    즉, 중유를 공기비 1.1로 연소할 때 건연소가스량은 10.9 Nm3/kg입니다.
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10. CH4lNm3가 완전연소할 때 생기는 H2O의 양은?

  1. 0.8kg
  2. 0.9kg
  3. 1.6kg
  4. 1.8kg
(정답률: 38%)
  • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    1 mol의 CH4가 연소할 때 CO2 1 mol과 H2O 2 mol이 생성됩니다. 따라서 CH4 1 mol이 연소할 때 생기는 H2O의 몰 수는 2입니다.

    CH4 1 mol의 몰 질량은 16g + 4g = 20g입니다. 따라서 CH4 1Nm3의 질량은 20g × 22.4Nm3 = 448g = 0.448kg입니다.

    CH4 1Nm3가 연소할 때 생기는 H2O의 질량은 2 × 18g = 36g입니다. 따라서 CH4 1Nm3가 연소할 때 생기는 H2O의 질량은 0.036kg입니다.

    따라서 CH4 1Nm3가 완전연소할 때 생기는 H2O의 양은 0.036kg × 44Nm3 = 1.584kg입니다. 따라서 가장 가까운 정답은 "1.6kg"입니다.
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11. 연소관리에 있어서 과잉공기량 조절시 다음 중에서 최소가 되게 조절하여야 할 것은? (단, Ls : 배가스에 의한 열손실량, Li : 불완전연소에 의한 열손실량, Lc : 연사에 의한 열손실량,Lr : 열복사에 의한 열손실량일 때)

  1. Li
  2. Ls+Lr
  3. Ls+Li
  4. Li+Lc
(정답률: 77%)
  • 과잉공기량이 많을수록 연소온도가 낮아지게 되어 불완전연소가 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 불완전연소에 의한 열손실량인 Li를 최소화하기 위해 과잉공기량을 최소로 조절해야 합니다. 따라서 정답은 "Ls+Li" 입니다.
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12. 고체 및 액체 연료의 계산식 중 의 의미는?

  1. 수소와 산소의 결합상태
  2. 수소와 산소가 독립적으로 유리(遊離)되어 있는것
  3. 공기 중의 산소와 결합할 수 있는 유효수소의 양
  4. 연소하지 않는 화합수
(정답률: 60%)
  • 는 고체 및 액체 연료의 연소열 계산식에서 연료 내에 존재하는 수소의 양을 나타내는 변수입니다. 이 수소는 연료와 공기 중의 산소와 결합하여 연소 반응을 일으키는데, 이때 연료 내에 존재하는 모든 수소가 연소 반응에 참여하지 않기 때문에 "공기 중의 산소와 결합할 수 있는 유효수소의 양"으로 정의됩니다. 따라서, 정답은 "공기 중의 산소와 결합할 수 있는 유효수소의 양"입니다.
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13. 다음은 연료의 예열효과를 설명한 글이다. 잘못된 것은?

  1. 착화열을 감소시켜 연료를 절약
  2. 연소실 온도를 높게 유지
  3. 연소효율 향상과 연소상태의 안정
  4. 더 적은 이론공기량으로도 연소가능
(정답률: 41%)
  • 연료의 예열은 연료의 온도를 높여 연소 효율을 향상시키지만, 이론적인 연소에 필요한 공기량(이론공기량) 자체를 변화시키지는 않습니다.
    이론공기량은 연료의 화학 조성에 의해 결정됩니다.
    착화열을 감소시켜 연료를 절약: 예열은 연료의 온도를 높여 착화 온도를 낮추고 착화 지연 시간을 줄여 연소를 촉진하고 연료를 절약하는 효과가 있습니다.
    연소실 온도를 높게 유지: 예열된 연료는 연소실로 유입될 때 이미 높은 온도를 가지고 있어 연소실 온도를 높게 유지하는 데 기여합니다.
    연소효율 향상과 연소상태의 안정: 예열은 연료의 기화를 돕고 연소 반응 속도를 빠르게 하여 연소 효율을 높이고 연소 상태를 안정화시킵니다.
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14. 수소 1Nm3를 공기중에서 연소시킬 때 생성되는 전체 연소가스량(Nm3)은?

  1. 1.00
  2. 1.88
  3. 2.88
  4. 42.13
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 수소의 완전 연소 반응식을 통해 생성되는 수증기와 공기 중 질소의 부피를 계산하여 전체 연소가스량을 구합니다.
    $$2H_2 + O_2 arrow 2H_2O$$

    $$V_{H_2O} = V_{H_2}$$

    $$V_{O_2, required} = \frac{1}{2} V_{H_2}$$

    $$V_{N_2, from air} = V_{O_2, required} \times \frac{79}{21}$$

    $$V_{total, combustion gas} = V_{H_2O} + V_{N_2, from air}$$

    $$V_{H_2O} = 1 \text{ Nm}^3$$

    $$V_{O_2, required} = \frac{1}{2} \times 1 = 0.5 \text{ Nm}^3$$

    $$V_{N_2, from air} = 0.5 \times \frac{79}{21} \approx 1.88095 \text{ Nm}^3$$

    $$V_{total, combustion gas} = 1 + 1.88095$$

    $$V_{total, combustion gas} = 2.88 \text{ Nm}^3$$
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15. 다음 중 중유연소의 장점이 아닌 것은?

  1. 발열량이 석탄보다 크고, 과잉공기가 적어도 완전 연소시킬 수 있다.
  2. 점화 및 소화가 용이하며, 화력이 가감이 자유로워서 부하 변동에 적용이 용이하다.
  3. 재가 적게 남으며, 발열량, 품질 등이 고체연료에 비해 일정하다.
  4. 회분을 전혀 함유하지 않으므로 이것에 의한 여러 가지장해가 없다.
(정답률: 70%)
  • 중유는 회분을 함유하고 있으며, 이 회분은 연소 시 보일러 부식, 슬래그 형성 등 여러 장해를 일으킬 수 있습니다.
    따라서 회분을 전혀 함유하지 않는다는 설명은 잘못되었습니다.
    발열량이 석탄보다 크고, 과잉공기가 적어도 완전 연소시킬 수 있다: 중유는 석탄보다 발열량이 높고 액체 연료의 특성상 연소 조절이 용이하여 과잉공기를 적게 하여도 완전 연소가 가능합니다.
    점화 및 소화가 용이하며, 화력이 가감이 자유로워서 부하 변동에 적용이 용이하다: 액체 연료의 특성상 점화 및 소화가 쉽고, 유량 조절을 통해 화력 조절이 자유로워 부하 변동에 유연하게 대응할 수 있습니다.
    재가 적게 남으며, 발열량, 품질 등이 고체연료에 비해 일정하다: 중유는 석탄에 비해 재 발생량이 적고, 액체 상태이므로 품질 관리가 용이하여 발열량 및 품질이 비교적 일정합니다.
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16. 다음 중 배출가스 탈황법에 사용되는 물질이 아닌 것은?

  1. 수산화나트륨
  2. 석회석
  3. 헬륨 또는 네온
  4. 암모니아
(정답률: 48%)
  • 배출가스 탈황법은 주로 황산화물(SOx)을 제거하기 위해 화학적으로 반응하는 물질을 사용합니다.
    헬륨 또는 네온은 비활성 기체로, 탈황 반응에 참여하지 않습니다.
    수산화나트륨: 습식 탈황법에 사용되는 흡수제입니다.
    석회석: 건식 또는 반건식 탈황법에 사용되는 흡수제입니다.
    암모니아: 선택적 촉매 환원법(SCR) 등 질소산화물(NOx) 제거에도 사용되지만, 일부 탈황 공정에서도 활용될 수 있습니다.
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17. 가스 버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 점차 빠르게 했다. 어떤 현상이 발생하겠는가?

  1. 불꽃이 엉크러지면서 짧아진다.
  2. 불꽃이 엉크러지면서 길어진다.
  3. 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다.
  4. 별다른 변화를 찾기 힘들다.
(정답률: 86%)
  • 가스 유출속도가 점차 빨라지면 불꽃이 노즐에서 떨어져 연소되는 리프트 현상이 발생하고, 더 빨라지면 불꽃이 꺼지는 블로우 오프 현상이 발생합니다.
    이 과정에서 불꽃은 엉크러지면서 짧아집니다.
    불꽃이 엉크러지면서 길어진다: 유출속도가 빨라지면 불꽃은 짧아지는 경향이 있습니다.
    불꽃형태는 변함없으나 밝아진다: 유출속도 변화는 불꽃 형태와 안정성에 영향을 줍니다.
    별다른 변화를 찾기 힘들다: 유출속도 변화는 불꽃의 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.
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18. 기체연료를 홀더에 저장하는 주목적은?

  1. 최소 보유시간을 위해서
  2. 품질을 균일하게 하고 압력을 일정하게 하기 위해서
  3. 저장의 편리를 위해서
  4. 보안상 안전을 도모하기 위해서
(정답률: 77%)
  • 기체 연료 홀더는 연료의 품질을 균일하게 유지하고, 공급 압력을 일정하게 조절하여 안정적인 연소를 돕는 것이 주목적입니다.
    최소 보유시간을 위해서: 주목적이 아니므로 오답.
    저장의 편리를 위해서: 주목적이 아니므로 오답.
    보안상 안전을 도모하기 위해서: 주목적이 아니므로 오답.
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19. 다음 중 기체 연료의 저장방식이 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 고압식
  3. 가열식
  4. 무수식
(정답률: 77%)
  • 기체 연료의 저장 방식에는 유수식, 고압식, 무수식 등이 있으며, 가열식은 저장 방식이 아닙니다.
    유수식: 물을 이용한 저장 방식이므로 오답.
    고압식: 고압으로 압축하여 저장하는 방식이므로 오답.
    무수식: 물을 사용하지 않는 저장 방식이므로 오답.
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20. 습한 함진가스에 가장 적합하지 않은 집진장치는?

  1. 사이클론
  2. 멀티클론
  3. 여과식 집진기
  4. 전기식 집진기
(정답률: 52%)
  • 여과식 집진기는 습한 가스에 의해 여과포가 막히거나 부식될 수 있어 적합하지 않습니다.
    사이클론: 관성력을 이용하며, 습한 가스에도 비교적 강합니다.
    멀티클론: 사이클론의 일종으로, 습한 가스에도 비교적 강합니다.
    전기식 집진기: 전기력을 이용하며, 습한 가스에도 적용 가능합니다.
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2과목: 열역학

21. 압력이 10kg/cm2인 증기의 엔트로피가 2.3kcal/kg∙K일 때, 이 증기의 엔탈피는 몇 kcal/kg이 되는가? (단, 압력기준 포화증기표에서 10 kg/cm2일 때 이다.)

  1. 966.25
  2. 975.31
  3. 991.45
  4. 998.31
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 건도(x)를 먼저 구한 후, 이를 이용하여 엔탈피(h)를 계산합니다.
    $$h = h' + \frac{s - s'}{s'' - s'}(h'' - h')$$

    $$h = 181.19 + \frac{2.3 - 0.5086}{1.5745 - 0.5086} \cdot (663.2 - 181.19)$$

    $$h = 991.45$$
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22. 다음 중 냉동제로 쓰이지 않는 것은?

  1. 암모니아
  2. CO
  3. CO2
  4. Freon 화합물
(정답률: 63%)
  • 냉동제는 낮은 온도에서 증발하고 높은 온도에서 응축하는 특성을 가져야 하며, CO는 이러한 특성을 갖지 않고 독성이 강해 냉동제로 부적합합니다.
    암모니아: 대표적인 냉동제 중 하나이므로 오답.
    CO2: 이산화탄소는 친환경 냉매로 사용되므로 오답.
    Freon 화합물: 과거에 널리 사용되었던 냉동제이므로 오답.
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23. 중간 냉각기를 사용하여 다단압축을 하는 이유로서 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 공기가 너무 뜨거워지면 위험하기 때문이다.
  2. 압축기의 일을 적게 할 수 있기 때문이다.
  3. 압축기의 크기가 제한되어 있기 때문이다.
  4. 압축기의 일을 크게 할 수 있기 때문이다.
(정답률: 46%)
  • 다단 압축 시 중간 냉각기를 사용하면 압축 과정 중 온도를 낮춰 압축에 필요한 일을 줄일 수 있습니다.
    공기가 너무 뜨거워지면 위험하기 때문이다: 안전상의 이유도 있지만, 주된 목적은 압축 일 감소를 통한 효율 증대이므로 오답.
    압축기의 크기가 제한되어 있기 때문이다: 압축기 크기 제한과는 직접적인 관련이 없으므로 오답.
    압축기의 일을 크게 할 수 있기 때문이다: 일을 줄이는 것이 목적이므로 오답.
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24. 정압에 있는 5kg공기에 20kcal의 열을 전달하여 10℃에서 30℃로 온도를 올렸다. 이 온도범위에서 공기의 평균 비열(kcal/kg∙℃)을 구하면?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 전달된 열량, 질량, 온도 변화를 이용하여 공기의 평균 비열을 구합니다.
    전달된 열량(Q)은 질량(m), 비열(c), 온도 변화량(ΔT)의 곱으로 계산됩니다.
    $$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

    $$20 \text{ kcal} = 5 \text{ kg} \cdot c \cdot (30 - 10) \text{ ^{\circ}C}$$

    $$c = \frac{20}{5 \cdot 20}$$

    $$c = 0.2 \text{ kcal/kg} \cdot \text{^{\circ}C}$$
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25. 15% 실런더 극간(Cylinder clearance)를 갖는 otto사이클의 효율은?(단, K = 1.4 이다)

  1. 61.7%
  2. 55.7%
  3. 40.4%
  4. 72%
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 오토 사이클의 열효율을 극간과 비열비를 이용하여 구합니다.
    압축비(r)는 극간(c)을 이용하여 계산합니다.
    $$r = 1 + \frac{1}{c}$$

    $$r = 1 + \frac{1}{0.15}$$

    $$r = 7.667$$

    오토 사이클의 열효율(η)은 다음과 같습니다.
    $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{K-1}}$$

    $$\eta = 1 - \frac{1}{7.667^{1.4-1}}$$

    $$\eta = 0.557 \text{ 또는 } 55.7\%$$
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26. 이상기체에 대한 가역 단열과정에서 온도(T), 압력(P), 부피(V)의 관계를 표시한 것으로 다음 중 옳은 것은? (단, 이다.)

(정답률: 56%)
  • 이상기체의 가역 단열 과정에서 온도와 압력의 관계식은 포아송 방정식 중 하나입니다.
    $$\frac{T_1}{T_2} = (\frac{P_1}{P_2})^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$

    $$\frac{T_1}{T_2} = (\frac{P_1}{P_2})^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$

    $$\frac{T_1}{T_2} = (\frac{P_1}{P_2})^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$

    $$\frac{T_1}{T_2} = (\frac{V_2}{V_1})^{\gamma-1}$$는 온도와 부피의 관계식이므로 오답.
    $$\frac{P_1}{P_2} = (\frac{V_2}{V_1})^{\gamma}$$는 압력과 부피의 관계식이므로 오답.
    $$\frac{T_1}{T_2} = (\frac{P_2}{P_1})^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}$$는 압력 항의 분모와 분자가 바뀌었으므로 오답.
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27. 단열계에서 엔트로피 변화에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 증가된다.
  2. 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 감소한다.
  3. 가역 변화시 계의 전 엔트로피의 변하지 않는다.
  4. 가역 변화시 계의 전 엔트로피의 변화량은 비가역 변화시 보다 일반적으로 크다.
(정답률: 65%)
  • 가역 변화시 계의 전 엔트로피는 변하지 않는다. 이는 가역 변화가 역방향으로 되돌릴 수 있는 과정이기 때문에, 시스템과 주변 환경 간의 엔트로피 교환은 상쇄되어 전체 엔트로피가 변하지 않는 것입니다. 따라서 가역 변화는 엔트로피 보존 법칙을 따르며, 엔트로피 변화가 없습니다.
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28. 열역학 제2법칙의 내용과 직접적인 관련이 없는 것은?

  1. 엔트로피(entropy)의 정의
  2. 가역열기관의 효율
  3. 자연 발생적인 열의 흐름 방향
  4. 내부 에너지의 정의
(정답률: 71%)
  • 열역학 제2법칙은 열의 흐름 방향과 엔트로피 증가 등과 관련된 법칙입니다. 반면에 내부 에너지의 정의는 시스템 내부의 전체 에너지를 나타내는 개념으로, 열역학 제2법칙과 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "내부 에너지의 정의"입니다.
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29. 공기 1[g∙mol]을 400CENTIGRADE에서 1000CENTIGRADE까지 가열할 때 다음의 열용량식을 이용하여 엔탈피차(△H : kcal∙mol)를 계산하면 약 얼마인가? (단, 공기의 열용량식은 Cp의 단위는 cal/g∙molENTIGRAD,온도(T)의 단위는 CENTIGRAD이다.)

  1. 2680
  2. 3680
  3. 4690
  4. 5690
(정답률: 46%)
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30. 1kg. mol 의 이상기체( Cp는 7 kcal/ (kmol. K ) , Cv는 5 kcal/ (kmol. K )가 단열 가역적으로 P1은 10 atm , V1은 600 ℓ에서 P2는 1 atm 으로 변한다. 이 과정에 대한 일(W) 및 내부에너지 변화( ΔU )를 계산하면?

  1. W= 175×103kcal, ΔU = 175×103kcal
  2. W= 175×103kcal, ΔU = - 175×103kcal
  3. W= 0kcal, ΔU = 175×103kcal
  4. W= - 175×103cal, ΔU = 0kcal
(정답률: 47%)
  • 단열 가역과정에서 내부에너지 변화 ΔU는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔU = nCvΔT

    여기서 n은 몰수, Cv는 단위 질량당 등압열용량, ΔT는 온도 변화입니다. 이 과정에서 온도 변화는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    P1V1 / T1 = P2V2 / T2

    여기서 T1은 초기 온도, T2는 최종 온도입니다. 이를 정리하면 다음과 같습니다.

    T2 = T1 * (P2 / P1)^(Cp/Cv)

    따라서 ΔT는 다음과 같습니다.

    ΔT = T2 - T1 = T1 * [(P2 / P1)^(Cp/Cv) - 1]

    일(W)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = -nRT * ln(P2 / P1)

    여기서 R은 기체 상수, ln은 자연로그입니다. 이를 계산하면 다음과 같습니다.

    W = -nRT * ln(1/10) = nRT * ln(10)

    따라서 이 문제에서 구해야 하는 것은 n, Cp, Cv, T1, P1, V1, P2를 알고 있을 때 ΔU와 W입니다. 이를 계산하면 다음과 같습니다.

    n = 1000 g / 28 g/mol = 35.71 mol
    T1 = P1 * V1 / (nR) = 10 atm * 101.3 kPa/atm * 600 L / (35.71 mol * 8.314 kJ/(mol*K)) = 216.7 K
    ΔT = T1 * [(P2 / P1)^(Cp/Cv) - 1] = 216.7 K * [(1/10)^(7/5) - 1] = -98.5 K
    ΔU = nCvΔT = 35.71 mol * 5 kcal/(kmol*K) * (-98.5 K) / 1000 = -17.5 kcal
    W = nRT * ln(10) = 35.71 mol * 8.314 kJ/(mol*K) * ln(10) = 81.9 kJ = 19.6 kcal

    따라서 정답은 "W= 175×10^3 kcal, ΔU = - 175×10^3 kcal"입니다.
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31. 다음 중 과열증기에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 압력은 일정하고 온도만이 증가된 상태의 증기
  2. 온도는 일정하고 압력만이 증가된 상태의 증기
  3. 온도와 압력이 모두 증가된 상태의 증기
  4. 주어진 온도에서 증발이 일어났을 때의 증기
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 과열증기에 대한 올바른 설명을 찾는 이론 문제입니다.
    과열증기는 포화증기 상태에서 압력은 일정하게 유지하면서 온도를 더 높여 포화온도 이상으로 가열된 증기입니다.
    온도는 일정하고 압력만이 증가된 상태의 증기: 압력이 증가하면 포화온도도 증가하므로 오답.
    온도와 압력이 모두 증가된 상태의 증기: 과열증기는 압력이 일정하게 유지되는 경우가 일반적이므로 오답.
    주어진 온도에서 증발이 일어났을 때의 증기: 이는 포화증기에 대한 설명이므로 오답.
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32. 밀폐계가 3[bar]의 압력으로 유지하면서 체적이 0.2[m3]에서 0.5 [m3]로 증가하였고 과정간 내부 에너지는 10 [KJ]만큼 증가하였다. 이 때 과정간 계의 이동열량은 몇[KJ]인가?

  1. 90
  2. 100
  3. 9
  4. 10
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 적용하여 계의 이동열량을 계산하는 문제입니다.
    $$Q = \Delta U + W$$

    $$W = P \cdot (V_2 - V_1)$$

    $$W = 3 \times 10^5 \text{ Pa} \cdot (0.5 \text{ m}^3 - 0.2 \text{ m}^3) = 90 \times 10^3 \text{ J} = 90 \text{ KJ}$$

    $$Q = 10 \text{ KJ} + 90 \text{ KJ}$$

    $$Q = 100 \text{ KJ}$$
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33. 부피로 아세톤 14.8%를 함유하고 있는 아세톤과 질소의 혼합물이 있다. 20 CENTIGRA DE , 745 mmHg 때의 그 혼합물의 상대습도로 옳은 것은? (단, 20 CENTIGRA DE 때의 아세톤의 포화증기압은 184.8mmHg임)

  1. 29.9%
  2. 38.9%
  3. 59.7%
  4. 73.6%
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 혼합 기체의 상대습도를 계산하는 문제입니다.
    상대습도는 특정 성분의 부분 압력과 해당 성분의 포화 증기압의 비율로 구합니다.
    $$P_{\text{아세톤}} = P_{\text{전체}} \times \frac{V_{\text{아세톤}}}{100}$$

    상대습도 $$= \frac{P_{\text{아세톤}}}{P_{\text{포화증기압}}} \times 100$$
    $$P_{\text{아세톤}} = 745 \text{ mmHg} \times \frac{14.8}{100} = 110.26 \text{ mmHg}$$

    상대습도 $$= \frac{110.26 \text{ mmHg}}{184.8 \text{ mmHg}} \times 100$$
    상대습도 $$= 59.7 \%$$
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34. 상율에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 평형에서만 존재하는 관계식이다.
  2. 평형이든 비평형이든 무관하게 존재하는 관계식이다.
  3. 개방계에서 존재하는 관계식이다.
  4. 시간변수들이 주로 결정되는 관계식이다.
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 상율에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 이론 문제입니다.
    상율은 계가 평형 상태에 있을 때만 적용되는 관계식이므로, 평형이든 비평형이든 무관하게 존재한다는 설명은 틀렸습니다.
    평형에서만 존재하는 관계식이다: 상율은 평형 상태에서만 적용되므로 옳은 설명입니다.
    개방계에서 존재하는 관계식이다: 상율은 개방계에도 적용될 수 있으므로 옳은 설명입니다.
    시간변수들이 주로 결정되는 관계식이다: 상율은 평형 상태의 자유도를 나타내며 시간 변수와는 무관합니다.
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35. 표준 반응열을 계산하는 법칙은?

  1. Lewis의 법칙
  2. Hess의 법칙
  3. Dalton의 법칙
  4. Amagat의 법칙
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 표준 반응열을 계산하는 법칙을 묻는 이론 문제입니다.
    표준 반응열은 반응 경로에 관계없이 처음과 마지막 상태에만 의존하므로 Hess의 법칙으로 계산합니다.
    Lewis의 법칙: 산-염기 정의에 관한 법칙이므로 오답.
    Dalton의 법칙: 혼합 기체의 부분 압력에 관한 법칙이므로 오답.
    Amagat의 법칙: 혼합 기체의 부분 부피에 관한 법칙이므로 오답.
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36. 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건 중 적당하지 않은 것은?

  1. 불활성이고 안정해야 한다.
  2. 비체적이 커야 한다.
  3. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.
  4. 열전도율이 커야 한다.
(정답률: 73%)
  • 냉매는 압축기 크기를 줄이고 압축 효율을 높이기 위해 비체적이 작아야 합니다.
    불활성이고 안정해야 한다: 냉매는 화학적으로 안정하고 다른 물질과 반응하지 않아야 합니다.
    증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다: 높은 잠열은 적은 냉매량으로도 많은 열을 흡수할 수 있게 하여 냉동 효율을 높입니다.
    열전도율이 커야 한다: 열전도율이 커야 열교환기 내에서 효율적인 열전달이 가능합니다.
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37. 완전가스의 내부 에너지변화 dU는 정압비열(Cp), 정적비열(Cv) 및 온도(T)로 나타낼 때 어떻게 표시되는가?

  2. CvdT
  3. CpdT
  4. CvCpdT
(정답률: 69%)
  • 완전가스의 내부 에너지 변화는 정적비열과 온도 변화의 곱으로 정의됩니다.
    CpdT: 정압비열(Cp)은 엔탈피 변화(dH)와 관련이 있습니다.
    CvCpdT: 내부 에너지 변화 공식이 아닙니다.
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38. 디젤 사이클에 있어서 열효율 nth를 58%로 하려 한다. 압축비를 얼마로 해야 하는가? (단, 단절비 1.5, 단열지수 1.4)

  1. 8
  2. 11
  3. 16
  4. 9
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 디젤 사이클의 열효율 공식을 이용하여 압축비를 구합니다.
    $$\eta_{th} = 1 - \frac{1}{r^{k-1}} [ \frac{\rho^k - 1}{k(\rho - 1)} ]$$

    $$0.58 = 1 - \frac{1}{r^{1.4-1}} [ \frac{1.5^{1.4} - 1}{1.4(1.5 - 1)} ]$$

    $$r \approx 11$$
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39. 단순 랭킨사이클의 효율을 높이기 위한 실제적 방법이 아닌 것은?

  1. 카르노 사이클(Carnot cycle)
  2. 과열 랭킨사이클(Rankine cycle with superheat)
  3. 재가열 사이클(Reheat cycle)
  4. 재생 사이클(Regenerative cycle)
(정답률: 41%)
  • 카르노 사이클은 이상적인 사이클로, 실제 랭킨 사이클의 효율을 높이는 방법이 아닙니다.
    과열 랭킨사이클(Rankine cycle with superheat): 증기 온도를 높여 효율을 증가시킵니다.
    재가열 사이클(Reheat cycle): 터빈 중간에서 증기를 재가열하여 터빈 출구 건도를 높이고 효율을 증가시킵니다.
    재생 사이클(Regenerative cycle): 급수를 예열하여 열효율을 증가시킵니다.
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40. 냉동론이란 물 1톤을 24시간 동안 0 CENTIGRA DE 의 얼음으로 냉동시키는 능력으로 정의된다. 물 1kg의 융해열이 79.68 kcal/kg 이라면 1 냉동톤은?

  1. 79.68 kcal/h
  2. 1,912 kcal/h
  3. 2,400 kcal/h
  4. 3,320 kcal/h
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 1 냉동톤의 정의와 물의 융해열을 이용하여 시간당 열량을 계산합니다.
    $$1 \text{ 냉동톤} = \frac{\text{물의 질량} \times \text{융해열}}{\text{시간}}$$

    $$1 \text{ 냉동톤} = \frac{1000 \text{ kg} \times 79.68 \text{ kcal/kg}}{24 \text{ h}}$$

    $$1 \text{ 냉동톤} = 3320 \text{ kcal/h}$$
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3과목: 계측방법

41. 화학적 가스분석계인 연소식 O2계의 특징이 아닌 것은?

  1. 원리가 간단하다.
  2. 취급이 용이하다.
  3. 가스의 유량 변동에도 오차가 없다.
  4. O2측정시 팔라듐(Palladium)계가 이용된다.
(정답률: 75%)
  • 연소식 O2계는 가스의 유량 변동에 따라 오차가 발생할 수 있다.
    원리가 간단하다: 연소식 O2계는 산소의 연소 반응을 이용하므로 원리가 비교적 간단하다.
    취급이 용이하다: 구조가 간단하여 취급이 용이한 편이다.
    O2측정시 팔라듐(Palladium)계가 이용된다: 팔라듐은 산소와 수소의 촉매 연소에 사용되는 재료이다.
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42. 변환기는 그 작용에 따라 분류되는데 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전송기란 전송을 위한 변화기를 말한다.
  2. 검출기관 피측정량(被測定量)을 검출한다.
  3. A-D 변환기는 디지털량을 아날로그 양으로 변환시킨다.
  4. 증폭기 및 감쇄기는 출력 신호와 압력 신호가 동종(同種)의 양으로 크기를 변화시킨다.
(정답률: 56%)
  • A-D 변환기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치이다.
    전송기란 전송을 위한 변화기를 말한다: 전송기는 측정된 신호를 원거리로 보내기 위해 적절한 형태로 변환하는 장치이다.
    검출기관 피측정량(被測定量)을 검출한다: 검출기는 측정하고자 하는 물리량을 감지하는 장치이다.
    증폭기 및 감쇄기는 출력 신호와 압력 신호가 동종(同種)의 양으로 크기를 변화시킨다: 증폭기 및 감쇄기는 신호의 크기를 조절하는 장치이다.
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43. 다음 압력계 중 고압력 측정용 압력계는?

  1. 다이아프램
  2. 벨로우즈
  3. 침종직 압력계
  4. 브르돈관 압력계
(정답률: 57%)
  • 브르돈관 압력계는 탄성 변형을 이용하여 비교적 높은 압력을 측정하는 데 적합하다.
    다이아프램: 저압 및 미압 측정에 주로 사용된다.
    벨로우즈: 저압 및 미압 측정에 주로 사용된다.
    침종직 압력계: 액체의 비중을 이용한 저압 측정용이다.
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44. 전기저항을 이용한 측정재료는 어느 것인가?

  1. 더미스터(Thermistor)
  2. 백금로듐합금
  3. 크로멜(chromel)
  4. 알루멜(alumel)
(정답률: 69%)
  • 더미스터는 온도 변화에 따라 전기 저항값이 크게 변하는 반도체 소자로, 온도 측정에 사용된다.
    백금로듐합금: 열전대(Thermocouple)의 재료로, 열기전력을 이용한다.
    크로멜(chromel): 열전대(Thermocouple)의 재료로, 열기전력을 이용한다.
    알루멜(alumel): 열전대(Thermocouple)의 재료로, 열기전력을 이용한다.
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45. 정상편차(offset) 현상이 발생하는 제어동작은?

  1. 온-오프(on-off)의 2위치 동작
  2. 비례제어동작(P동작)
  3. 비례적분동작(PI동작)
  4. 비례적분미분동작(PID동작)
(정답률: 46%)
  • 비례제어동작(P동작)은 목표값과 현재값의 차이에 비례하여 제어량을 조절하므로, 정상 상태에서 오차가 완전히 제거되지 않고 정상편차(offset)가 발생합니다.
    온-오프(on-off)의 2위치 동작: 목표값 주변에서 계속 진동하는 헌팅 현상이 발생하며, 정상편차와는 다른 특성을 보입니다.
    비례적분동작(PI동작): 적분 동작이 정상편차를 제거하는 역할을 하므로 오답.
    비례적분미분동작(PID동작): 적분 동작이 정상편차를 제거하는 역할을 하므로 오답.
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46. flow type area flowmeter의 특징 중 틀린 것은?

  1. 낮은 레이놀즈수에 있어서의 유량을 측정할 수 있다.
  2. 부식성이 가스체나 액체의 유량측정은 곤란하다.
  3. 눈금은 거의 균등한 직선눈금이다.
  4. 유효측정 범위가 넓고 최소 눈금값은 일반적으로 최대 눈금 값의 1/10이다.
(정답률: 50%)
  • 면적식 유량계(로터미터)는 구조가 간단하고 내식성 재료를 사용하기 용이하여 부식성 유체의 측정에 적합합니다.
    따라서 '부식성이 가스체나 액체의 유량측정은 곤란하다'는 틀린 설명입니다.
    낮은 레이놀즈수에 있어서의 유량을 측정할 수 있다: 면적식 유량계는 낮은 유량에서도 비교적 정확한 측정이 가능하므로 옳은 설명입니다.
    눈금은 거의 균등한 직선눈금이다: 면적식 유량계의 눈금은 유량에 따라 면적이 선형적으로 변하므로 거의 균등한 직선눈금에 가깝습니다.
    유효측정 범위가 넓고 최소 눈금값은 일반적으로 최대 눈금 값의 1/10이다: 면적식 유량계는 측정 범위가 넓고, 일반적으로 1:10의 범위까지 측정이 가능하므로 옳은 설명입니다.
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47. 다음 중 용적식 유량계가 아닌 것은?

  1. 습식가스미터
  2. 건식가스미터
  3. 피토튜브(pitot tube)
  4. 로터리 피스톤 유량계
(정답률: 62%)
  • 피토튜브는 유체의 동압을 측정하여 유속을 구하는 차압식 유량계의 일종으로, 용적식 유량계가 아닙니다.
    습식가스미터: 회전하는 드럼의 용적 변화를 이용하는 용적식 유량계이므로 오답.
    건식가스미터: 격막의 용적 변화를 이용하는 용적식 유량계이므로 오답.
    로터리 피스톤 유량계: 회전하는 피스톤의 용적 변화를 이용하는 용적식 유량계이므로 오답.
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48. 다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 액체 팽창식
  2. 전기 저항식
  3. 가스 압력식
  4. 고체 팽창식
(정답률: 56%)
  • 전기 저항식 온도계는 물질의 전기 저항 변화를 이용하여 온도를 측정하는 방식으로, 압력 변화와는 무관합니다.
    액체 팽창식: 액체의 열팽창으로 인한 압력 변화를 이용하므로 압력식 온도계에 해당합니다.
    가스 압력식: 가스의 압력 변화를 이용하여 온도를 측정하므로 압력식 온도계에 해당합니다.
    고체 팽창식: 고체의 열팽창을 이용하지만, 주로 기계적 변위를 측정하며 압력식 온도계로 분류되지 않습니다.
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49. 다음 중 상용 사용온도가 400~500 CENTIGRA DE 이며, (-)측이 동이나 니켈로 구성된 열전대는?

  1. 백금-백금로듐(PR)
  2. 크로멜-알루멜(CA)
  3. 동-콘스탄탄(CC)
  4. 철-콘스탄탄(IC)
(정답률: 17%)
  • 철-콘스탄탄(IC) 열전대는 상용 사용온도가 400~500℃이며, (-)측이 콘스탄탄(구리-니켈 합금)으로 구성되어 있습니다.
    백금-백금로듐(PR): 고온용(1000℃ 이상) 열전대이므로 오답.
    크로멜-알루멜(CA): K형 열전대로, 상용 사용온도가 0~1000℃ 범위이므로 오답.
    동-콘스탄탄(CC): T형 열전대로, 상용 사용온도가 -200~350℃이므로 오답.
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50. 다음 중 써멀 플로-메타(thermal flow meter)의 특징은?

  1. 질량(mass) 측정
  2. 체적(volume) 측정
  3. 면적(area) 측정
  4. 수두(head) 측정
(정답률: 30%)
  • 써멀 플로-메타는 유체의 열전달 특성을 이용하여 질량 유량을 측정합니다.
    체적(volume) 측정: 체적 유량계는 오리피스, 벤츄리, 로터미터 등이 해당합니다.
    면적(area) 측정: 로터미터가 면적 유량계에 해당합니다.
    수두(head) 측정: 차압식 유량계가 수두차를 이용합니다.
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51. 압력을 측정하는 계기가 그림과 같을 때 용기 안에 들어 있는 물질로 맞는 것은?

  1. 물
  2. 수은
  3. 알코올
  4. 공기
(정답률: 71%)
  • 그림은 토리첼리의 실험을 나타내며, 1기압(표준 대기압)은 수은 기둥 76cm에 해당하므로 용기 안의 물질은 수은입니다.
    물: 물은 밀도가 낮아 1기압을 측정하려면 약 10.33m의 기둥이 필요하므로 오답.
    알코올: 알코올은 밀도가 낮아 1기압을 측정하려면 매우 높은 기둥이 필요하므로 오답.
    공기: 공기는 압력 측정 액체가 아니므로 오답.
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52. Thermistor에 대한 설명으로 옳지 못한 것은?

  1. 전기저항이 온도에 따라 변화하는데 응답이 느리다.
  2. 흡습 등으로 열화되기 쉽다.
  3. 상온에서 온도계수는 백금보다 현저히 크다.
  4. 온도상승에 따라 저항률이 감소하는 것을 이용하여 온도를 측정한다.
(정답률: 48%)
  • 서미스터는 온도 변화에 대한 전기저항 변화의 응답 속도가 빠릅니다.
    흡습 등으로 열화되기 쉽다: 서미스터는 습기에 취약하여 열화될 수 있으므로 옳은 설명입니다.
    상온에서 온도계수는 백금보다 현저히 크다: 서미스터는 백금 저항체보다 온도계수가 훨씬 커서 미세한 온도 변화에도 저항 변화가 큽니다.
    온도상승에 따라 저항률이 감소하는 것을 이용하여 온도를 측정한다: NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터는 온도가 상승하면 저항률이 감소하는 특성을 이용하여 온도를 측정합니다.
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53. 압력측정에 사용하는 액체의 필요한 특성으로서 옳지 않은 것은?

  1. 모세관 현상이 클 것
  2. 점성이 작을 것
  3. 열팽창 계수가 작을 것
  4. 일정한 화학성분을 가질 것
(정답률: 71%)
  • 압력 측정용 액체는 모세관 현상이 작아야 측정 오차를 줄일 수 있습니다.
    점성이 작을 것: 점성이 작아야 액체의 움직임이 빠르고 정확한 측정이 가능하므로 옳은 특성입니다.
    열팽창 계수가 작을 것: 열팽창 계수가 작아야 온도 변화에 따른 부피 변화가 적어 측정의 안정성이 높아지므로 옳은 특성입니다.
    일정한 화학성분을 가질 것: 일정한 화학성분을 가져야 액체의 물리적 특성이 일정하게 유지되어 신뢰성 있는 측정이 가능하므로 옳은 특성입니다.
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54. 교축기구식 유량계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 유체가 흐르는 관로에 교축기구를 설치하면 교축부에서는 유속이 증가함과 동시에 정압이 내려간다.
  2. 교축기구식 유량계는 흡입측과 유출측의 정압차를 측정하여 유량을 측정한다.
  3. 유압의 차이는 유량의 제곱에 반비례한다.
  4. 교축기구로서는 오리피스(orifice), 벤튜리(venturi), 플로노즐(flownozzle) 등이 있으며 가곅, 압력손실, 유체압력에 의해 선정된다.
(정답률: 55%)
  • 교축기구식 유량계에서 유압의 차이(차압)는 유량의 제곱에 비례합니다.
    유체가 흐르는 관로에 교축기구를 설치하면 교축부에서는 유속이 증가함과 동시에 정압이 내려간다: 베르누이 방정식에 따라 유속이 증가하면 정압은 감소합니다.
    옳은 설명입니다.
    교축기구식 유량계는 흡입측과 유출측의 정압차를 측정하여 유량을 측정한다: 교축기구식 유량계의 기본 원리입니다.
    옳은 설명입니다.
    교축기구로서는 오리피스(orifice), 벤튜리(venturi), 플로노즐(flownozzle) 등이 있으며 가곅, 압력손실, 유체압력에 의해 선정된다: 교축기구의 종류와 선정 기준에 대한 옳은 설명입니다.
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55. 낮은 압력을 측정하는데 사용되는 피라니 압력계(pirani gauge)의 원리는 압력에 따른 기체의 어떤 성질의 변화를 이용한 것인가?

  1. 비중
  2. 열전도
  3. 비열
  4. 압축인자
(정답률: 53%)
  • 피라니 압력계는 기체의 압력이 낮아질수록 열전도율이 감소하는 원리를 이용하여 압력을 측정합니다.
    비중: 기체의 비중 변화는 피라니 압력계의 직접적인 측정 원리가 아닙니다.
    비열: 기체의 비열 변화는 피라니 압력계의 직접적인 측정 원리가 아닙니다.
    압축인자: 압축인자는 기체의 이상 기체 거동에서 벗어나는 정도를 나타내며, 피라니 압력계의 원리와는 무관합니다.
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56. 자동연소 장치의 광전관 화염검출기가 정상적으로 작동하고 있는지를 간단히 점검할 수 있는 가장 좋은 방법은?

  1. 광전관 회로의 전류를 측정해 본다.
  2. 화염검출기(火炎檢出器) 앞을 가려 본다.
  3. 광전관 회로의 연결선을 제거해 본다.
  4. 파이로트 버너(Pilot Burner)에 점화하여 본다.
(정답률: 76%)
  • 광전관 화염검출기는 화염의 빛을 감지하여 작동하므로, 빛을 차단했을 때 화염 감지 신호가 사라지는지 확인하여 정상 작동 여부를 점검합니다.
    광전관 회로의 전류를 측정해 본다: 전류 측정은 복잡하고, 화염 감지 여부를 직접적으로 확인하기 어렵습니다.
    광전관 회로의 연결선을 제거해 본다: 회로 연결선 제거는 장치 오작동을 유발할 수 있으며, 점검 방법으로 적절하지 않습니다.
    파이로트 버너(Pilot Burner)에 점화하여 본다: 파이로트 버너 점화는 화염을 발생시키는 것이므로, 화염검출기가 화염을 감지하는지 확인하는 방법은 될 수 있으나, 가장 간단히 점검하는 방법은 아닙니다.
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57. 다음 중 차압식 유량계에 속하지 않는 것은?

  1. 플로우트형 유량계
  2. 오리피스 유량계
  3. 벤튜리관 유량계
  4. 플로우노즐 유량계
(정답률: 68%)
  • 플로우트형 유량계(면적 유량계)는 유체의 흐름에 따라 플로우트가 뜨는 높이로 유량을 측정하는 방식으로, 차압식이 아닙니다.
    오리피스 유량계: 교축기구를 이용한 대표적인 차압식 유량계입니다.
    벤튜리관 유량계: 교축기구를 이용한 대표적인 차압식 유량계입니다.
    플로우노즐 유량계: 교축기구를 이용한 대표적인 차압식 유량계입니다.
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58. 가스크로마토그래피(G.C)는 다음의 어느 원리를 응용한것인가?

  1. 증발
  2. 증류
  3. 흡착
  4. 건조
(정답률: 74%)
  • 가스크로마토그래피는 이동상(운반기체)과 고정상(흡착제) 사이의 흡착/탈착 차이를 이용하여 물질을 분리합니다.
    증발: 물질이 기체로 변하는 현상으로, 직접적인 G.C 원리는 아닙니다.
    증류: 끓는점 차이를 이용한 분리 방법으로, G.C와는 다릅니다.
    건조: 수분을 제거하는 과정으로, G.C 원리와 무관합니다.
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59. 물이 흐르고 있는 공정 상의 두 지점에서 압력차이를 측정하기 위해 그림과 같은 압력계를 사용한다. 압력계내 액의 비중은 1.1이고 양쪽 관의 높이가 그림과 같을 때 지점(1)과 (2)에서의 압력 차이는 몇 dynes/cm2 인가?

  1. 156.8 dynes/cm2
  2. 4.8 dynes/cm2
  3. 48 dynes/cm2
  4. 1568 dynes/cm2
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 U자관 차압계를 이용하여 두 지점의 압력 차이를 구하는 문제입니다.
    유체 흐름이 있는 수평관에 연결된 차압계의 압력 차이는 다음 공식을 적용합니다.
    $$\Delta P = (\rho_m - \rho_f) \cdot g \cdot h$$

    여기서 ρ_m은 압력계 액의 밀도, ρ_f는 흐르는 유체의 밀도, g는 중력 가속도, h는 압력계 액면의 높이 차이입니다.
    $$\Delta P = (1.1 - 1) \cdot 980 \cdot (39.0 - 37.4)$$

    $$\Delta P = 0.1 \cdot 980 \cdot 1.6$$

    $$\Delta P = 156.8$$
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60. 다음 중 보일러의 자동제어에 해당되지 않는 것은?

  1. 연소제어
  2. 온도제어
  3. 급수제어
  4. 위치제어
(정답률: 75%)
  • 보일러의 자동제어는 주로 연소, 급수, 증기 압력 및 온도 등을 제어하여 안정적인 운전을 유지하는 것입니다.
    위치제어는 보일러 자동제어의 주요 항목에 해당하지 않습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 중 온도의 변화에 의해 생기는 파이프의 신축에 대응할 수 있는 파이프 조인트는?

  1. 나사 파이프 조인트
  2. 신축 파이프 조인트
  3. 플랜치 파이프 조인트
  4. 용접 파이프 조인트
(정답률: 66%)
  • 파이프의 신축에 대응하여 열팽창으로 인한 응력을 흡수하는 것은 신축 파이프 조인트입니다.
    나사 파이프 조인트는 나사로 연결하는 방식이므로 오답. 플랜치 파이프 조인트는 플랜지를 이용하여 연결하는 방식이므로 오답. 용접 파이프 조인트는 용접으로 영구히 연결하는 방식이므로 오답.
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62. 다음 중 에너지 저장의무 부과 대상자가 아닌 자는?

  1. 전기사업법에 의한 전기 사업자
  2. 석유사업법에 의한 석유정제업자
  3. 도시가스사업법에 의한 도시가스 사업자
  4. 연간 1만 석유환산톤의 에너지 다소비 사업자
(정답률: 57%)
  • 에너지 저장의무 부과 대상자는 에너지 공급자에게 해당하며, 에너지 다소비 사업자는 의무 부과 대상이 아닙니다.
    에너지이용 합리화법에 따라 전기사업법에 의한 전기사업자, 석유사업법에 의한 석유정제업자, 도시가스사업법에 의한 도시가스사업자 등이 해당됩니다.
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63. 다음은 수관보일러 및 원통보일러를 설명한 내용이다. 이 중 틀린 것은?

  1. 원통보일러는 수관보일러에 비해서 구조가 간단하므로 설비비가 적게 들고 취급도 쉽다.
  2. 원통보일러는 보유 수량이 많아 시동에서 증기발생까지 시간이 걸리지만 부하변동에 의한 압력 및 수위 변동은적다.
  3. 수관보일러는 수관을 주체로 제조하므로 전열면적을 크게 취할 수 없으며 일반적으로 열효율이 낮다.
  4. 수관보일러는 가느다란 수관을 주체로 하여 직경이 큰통(drum)을 필요로 하지 않으며 고압용으로 제작이 가능하다.
(정답률: 48%)
  • 수관보일러는 다수의 가는 수관을 사용하여 전열면적을 크게 확보할 수 있으며, 열효율이 높은 것이 특징이다.
    원통보일러는 수관보일러에 비해서 구조가 간단하므로 설비비가 적게 들고 취급도 쉽다.: 원통보일러의 특징으로 옳은 설명이다.
    원통보일러는 보유 수량이 많아 시동에서 증기발생까지 시간이 걸리지만 부하변동에 의한 압력 및 수위 변동은적다.: 원통보일러의 특징으로 옳은 설명이다.
    수관보일러는 가느다란 수관을 주체로 하여 직경이 큰통(drum)을 필요로 하지 않으며 고압용으로 제작이 가능하다.: 수관보일러의 특징으로 옳은 설명이다.
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64. 내부온도가 1300 CENTIGRA DE 정도인 가마의 온도를 측정하고자 할 때 다음 고온계 중에서 쓸 수 없는 것은?

  1. 광(光) 고온계
  2. 백금-백금로듐 열전고온계
  3. 복사(輻射)고온계
  4. 알루멜-크로멜 열전고온계
(정답률: 43%)
  • 알루멜-크로멜 열전고온계(K형)는 일반적으로 1200℃ 정도까지 사용 가능하며, 1300℃에서는 정확한 측정이 어렵거나 손상될 수 있다.
    광(光) 고온계: 비접촉식으로 700℃ 이상 고온 측정에 적합하다.
    백금-백금로듐 열전고온계: R형, S형 등은 1600℃ 이상 고온 측정에 적합하다.
    복사(輻射)고온계: 비접촉식으로 700℃ 이상 고온 측정에 적합하다.
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65. 에너지이용합리화법에 의한 에너지관리자의 기본교육과정 교육기간으로 맞는 것은?

  1. 4시간
  2. 1일
  3. 5일
  4. 7일
(정답률: 75%)
  • 에너지이용합리화법에 따른 에너지관리자의 기본교육과정은 1일(8시간)이다.
    4시간: 기본교육과정 기간이 아니다.
    5일: 기본교육과정 기간이 아니다.
    7일: 기본교육과정 기간이 아니다.
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66. 일정한 두께를 가진 재질에 있어서 다음 중 가장 보냉효율이 우수한 것은?

  1. 양모(羊毛)
  2. 석면(Asbestos)
  3. 기포 시멘트(cement)
  4. 경질 폴리우레탄 발포체
(정답률: 60%)
  • 경질 폴리우레탄 발포체는 낮은 열전도율과 미세한 기포 구조로 인해 현재 가장 우수한 보냉재 중 하나이다.
    양모(羊毛): 천연 단열재이나, 폴리우레탄 발포체보다 보냉효율이 낮다.
    석면(Asbestos): 발암물질로 사용이 금지되었으며, 폴리우레탄 발포체보다 효율이 낮다.
    기포 시멘트(cement): 시멘트 기반으로 단열 성능이 있으나, 폴리우레탄 발포체보다 열전도율이 높아 보냉효율이 떨어진다.
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67. 단열재의 기본적인 필요 요건은?

  1. 소성(燒成)에 의하여 생긴 큰 기포(氣泡)를 가진 것이어야한다.
  2. 소성이나 유효 열전도율과는 무관하다.
  3. 유효 열전도율이 커야 한다.
  4. 유효 열전도율이 작아야 한다.
(정답률: 67%)
  • 단열재는 열의 이동을 효과적으로 막기 위해 열전도율이 낮아야 한다.
    소성(燒成)에 의하여 생긴 큰 기포(氣泡)를 가진 것이어야한다.: 단열재의 기포는 단열 성능에 기여하지만, '소성'에 의한 '큰' 기포가 필수 요건은 아니며, 미세하고 균일한 기포가 더 효과적일 수 있다.
    소성이나 유효 열전도율과는 무관하다.: 단열재의 핵심 성능은 유효 열전도율이므로 무관하다는 설명은 틀리다.
    유효 열전도율이 커야 한다.: 열전도율이 크면 열이 잘 전달되어 단열 성능이 떨어진다.
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68. 도염식 가마(Down draft kiln)에서 불꽃의 진행방향이 맞는 것은?

  1. 불꽃이 올라가서 가마천정에 부딪쳐 가마바닥의 흡입공으로 빠짐
  2. 불꽃이 처음부터 가마바닥과 나란하게 흘러 굴뚝으로 나간다.
  3. 불꽃이 연소실에서 위로 올라가 천정에 닿아서 수평으로 흐른다.
  4. 불꽃의 방향이 일정하지 않으나 대개 가마밑에서 위로 흘러나간다.
(정답률: 62%)
  • 도염식 가마는 불꽃이 위로 올라가 천장에 부딪힌 후 아래로 내려와 제품을 가열하고 배출되는 하향 연소 방식입니다.
    불꽃이 처음부터 가마바닥과 나란하게 흘러 굴뚝으로 나간다: 이는 횡염식 가마의 특징으로 오답.
    불꽃이 연소실에서 위로 올라가 천정에 닿아서 수평으로 흐른다: 수평으로 흐르는 것은 도염식의 완전한 특징이 아니며, 이후 아래로 내려와야 하므로 오답.
    불꽃의 방향이 일정하지 않으나 대개 가마밑에서 위로 흘러나간다: 이는 상염식 가마의 특징으로 오답.
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69. 내화물의 분류방법으로 적합하지 않는 것은?

  1. 원료에 의한 분류
  2. 형상에 의한 분류
  3. 내화도에 의한 분류
  4. 열전도율에 의한 분류
(정답률: 54%)
  • 내화물은 주로 원료, 형상, 내화도, 용도 등에 따라 분류되며, 열전도율은 내화물의 특성이지만 직접적인 분류 기준은 아닙니다.
    원료에 의한 분류: 산성, 중성, 염기성 내화물 등으로 분류되어 적합한 분류 방법입니다.
    형상에 의한 분류: 정형 내화물, 부정형 내화물 등으로 분류되어 적합한 분류 방법입니다.
    내화도에 의한 분류: 내화도에 따라 특급, 1급, 2급 등으로 분류되어 적합한 분류 방법입니다.
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70. 산화 탈염을 방지하는 공구류의 담금질에 가장 적합한 로(爐)는?

  1. 용융염류 가열로
  2. 간접아크 가열로
  3. 직접저항 가열로
  4. 간접저항 가열로
(정답률: 67%)
  • 용융염류 가열로는 염욕 중에서 가열하여 산화 및 탈탄을 방지하며 균일한 가열이 가능합니다.
    간접아크 가열로: 주로 용해로에 사용되며 산화 탈염 방지와는 거리가 멀어 오답.
    직접저항 가열로: 주로 용해로에 사용되며 산화 탈염 방지와는 거리가 멀어 오답.
    간접저항 가열로: 주로 용해로에 사용되며 산화 탈염 방지와는 거리가 멀어 오답.
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71. 산업자원부장관의 에너지손실요인 개선명령을 정당한 이유없이 이행하지 아니한 자에 대한 1회 위반시의 과태료 부과금액은?

  1. 10만원
  2. 50만원
  3. 100만원
  4. 300만원
(정답률: 58%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령에 따른 과태료 부과 기준입니다.
    10만원: 오답.
    50만원: 오답.
    100만원: 오답.
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72. 연소실의 연도를 축조하려 할 때 잘못 기술된 내용은?

  1. 넓거나 좁은 부분의 차를 줄인다.
  2. 가스 정체공극을 만들지 않는다.
  3. 가능한한 굴곡 부분을 여러 곳에 설치한다.
  4. 댐퍼로부터 연도까지의 길이를 짧게 한다.
(정답률: 75%)
  • 연도는 연소가스를 효율적으로 배출하고 압력 손실을 최소화하도록 설계되어야 합니다.
    가능한한 굴곡 부분을 여러 곳에 설치한다: 굴곡부가 많으면 가스 흐름 저항이 증가하여 압력 손실이 커지고 배기가스 배출 효율이 저하되므로 잘못된 내용입니다.
    넓거나 좁은 부분의 차를 줄인다: 연도 단면적의 급격한 변화는 가스 흐름에 저항을 유발하므로 차이를 줄여야 합니다.
    가스 정체공극을 만들지 않는다: 가스 정체는 연소 효율 저하 및 부식의 원인이 될 수 있으므로 피해야 합니다.
    댐퍼로부터 연도까지의 길이를 짧게 한다: 댐퍼는 연도 내 가스 흐름을 조절하므로, 댐퍼와 연도 사이의 거리가 짧아야 제어 효율이 좋습니다.
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73. 에너지공급자가 제출하여야 할 투자계획에 포함되어야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 장 ∙단기 에너지 수요전망
  2. 수요관리의 목표 및 달성방법
  3. 에너지 연구 개발내용
  4. 에너지절약 잠재량의 추정내용
(정답률: 51%)
  • 에너지공급자의 투자계획은 주로 에너지의 안정적인 공급과 효율적인 수요 관리에 초점을 맞춥니다.
    에너지 연구 개발내용: 이는 국가 차원의 장기적인 에너지 기술 개발 계획에 해당하며, 개별 에너지공급자의 투자계획에 직접 포함되는 사항은 아닙니다.
    장 ∙단기 에너지 수요전망: 투자계획 수립의 기본이 되는 중요한 사항입니다.
    수요관리의 목표 및 달성방법: 에너지 효율 향상 및 안정적 공급을 위한 핵심 내용입니다.
    에너지절약 잠재량의 추정내용: 수요관리 목표 설정 및 달성 방법과 연관된 중요한 정보입니다.
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74. 다음 보온재 중 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은?

  1. 우레탄포옴
  2. 퍼얼라이트
  3. 세라믹 파이버
  4. 규산 칼슘
(정답률: 42%)
  • 유기질 보온재는 유기 화합물을 주성분으로 하는 보온재를 말합니다.
    우레탄포옴: 폴리우레탄을 주성분으로 하는 대표적인 유기질 보온재입니다.
    퍼얼라이트: 무기질 광물인 진주암을 가공한 무기질 보온재입니다.
    세라믹 파이버: 세라믹 섬유로 이루어진 무기질 보온재입니다.
    규산 칼슘: 규산염과 칼슘을 주성분으로 하는 무기질 보온재입니다.
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75. 비상시 에너지 수급계획 수립은 누가 하는가?

  1. 국무총리
  2. 산자부장관
  3. 건교부장관
  4. 행자부장관
(정답률: 73%)
  • 에너지법에 따라 비상시 에너지 수급계획 수립은 산업통상자원부장관의 소관 업무입니다.
    국무총리: 에너지 정책의 총괄 조정은 하지만, 직접적인 수급계획 수립 주체는 아닙니다.
    건교부장관: 건설 및 교통 관련 업무를 담당하므로 에너지 수급계획과는 직접적인 관련이 없습니다.
    행자부장관: 행정 및 지방자치 관련 업무를 담당하므로 에너지 수급계획과는 직접적인 관련이 없습니다.
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76. 괄호 안에 알맞은 수치는?

  1. 1
  2. 10
  3. 100
  4. 0.1
(정답률: 39%)
  • 보온재는 상온에서 열전도율이 특정 수치 이하인 재료를 의미합니다.
    보온재는 일반적으로 상온(20℃)에서 열전도율이 0.1 kcal/m·h·℃ 이하인 열 차단재를 통칭합니다.
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77. 산업자원부장관은 에너지수급 안정을 위한 조치를 하고자 할 때에는 그 사유, 기간 및 대상자 등을 정하여 그 조치예정일 몇 일 이전에 예고하여야 하는가?

  1. 5일
  2. 7일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 64%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령에 따르면, 산업통상자원부장관은 에너지수급 안정을 위한 조치를 할 경우 조치 예정일 7일 이전에 예고해야 합니다.
    5일: 규정된 기간이 아니므로 오답.
    10일: 규정된 기간이 아니므로 오답.
    15일: 규정된 기간이 아니므로 오답.
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78. 다음 중 파이프의 축방향 응력(σ)을 표시해 주는 식은? (단, D는 파이프의 내경(mm), p는 원통의 내압(kg/cm2), σ는 축방향 응력(kg/mm2), t는 파이프의 두께(mm))

(정답률: 63%)
  • 이 문제는 원통형 압력용기의 축방향 응력을 구하는 공식을 묻는 문제입니다.
    $$\sigma = \frac{pD}{400t}$$
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79. 다음 중 드레인과 증기의 비중차를 이용한 트랩은?

  1. 충격식 트랩
  2. 바이메탈식 트랩
  3. 상향버킷 트랩
  4. 디스키식 트랩
(정답률: 40%)
  • 상향버킷 트랩은 드레인과 증기의 비중 차이를 이용하여 작동하는 기계식 트랩입니다.
    충격식 트랩: 증기의 속도 변화를 이용하므로 오답.
    바이메탈식 트랩: 온도 변화에 따른 바이메탈의 팽창/수축을 이용하므로 오답.
    디스키식 트랩: 증기의 속도 변화를 이용하므로 오답.
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80. 다음의 열사용기자재 중 금속 요로인 것은?

  1. 터널가마
  2. 도염식 가마
  3. 용선로
  4. 셔틀가마
(정답률: 59%)
  • 용선로는 금속을 녹이는 용광로의 일종으로 금속 요로에 해당합니다.
    터널가마: 주로 도자기, 벽돌 등 세라믹 제품 소성용으로 오답.
    도염식 가마: 주로 도자기 소성용으로 오답.
    셔틀가마: 주로 도자기, 유리 등 소성용으로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 냉각수와 기름을 대향류로 기름냉각기에서 열교환시킬 때 다음의 값들을 얻었다. 물의 출구온도는 얼마인가? (단, 냉각면 외의 방열은 없는 것으로 본다.)

  1. 36 CENTIGRADE
  2. 34 CENTIGRADE
  3. 32 CENTIGRADE
  4. 30 CENTIGRADE
(정답률: 29%)
  • 냉각수와 기름은 대향류로 열교환하므로, 열전달량은 같다고 볼 수 있다. 따라서, 냉각수와 기름의 열용량과 온도차를 이용하여 다음과 같이 식을 세울 수 있다.

    냉각수의 열용량 × (냉각수의 출구온도 - 냉각수의 입구온도) = 기름의 열용량 × (기름의 입구온도 - 기름의 출구온도)

    여기서, 냉각수의 입구온도는 20℃이고, 기름의 입구온도는 90℃이다. 냉각수와 기름의 열용량은 각각 1이라고 가정하면, 위 식을 다음과 같이 정리할 수 있다.

    (36 - 냉각수의 출구온도) = 3 × (기름의 출구온도 - 90)

    이를 정리하면,

    냉각수의 출구온도 = 30℃

    따라서, 정답은 "30 CENTIGRADE"이다.
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82. 보일러의 만수보존법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 밀폐 보존방식이다.
  2. 2~3개월의 단기보존에 사용된다.
  3. 보일러수는 pH가 6정도로 되도록 한다.
  4. 겨울철 동결에 주의해야 한다.
(정답률: 72%)
  • 보일러의 만수보존법에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    보일러수는 pH가 6정도로 되도록 하는 이유는 적정한 pH 범위를 유지함으로써 부식을 방지하고 보일러 내부의 부식물질을 제거하여 보일러의 수명을 연장시키기 위함입니다. pH가 너무 높거나 낮으면 부식이 발생할 수 있으므로 적정한 pH를 유지하는 것이 중요합니다.
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83. 다음 중 프라이밍(priming)과 포밍(foaming)의 발생원인으로 잘못된 것은?

  1. 증기부하가 과대할 때
  2. 증기부하가 적고 증발수면이 넓을 때
  3. 주증기변을 급히 열었을 때
  4. 보일러수에 불순물 유지분이 많이 포함되어 있을 때
(정답률: 73%)
  • 정답은 "증기부하가 적고 증발수면이 넓을 때"입니다.

    프라이밍은 보일러 내부에서 물이 증기 상태로 변환되어 나오는 현상으로, 이는 증기부하가 과대할 때 발생할 수 있습니다. 따라서 "증기부하가 과대할 때"는 올바른 발생원인입니다.

    포밍은 보일러 내부에서 물이 거품이 되어 나오는 현상으로, 이는 보일러수에 불순물 유지분이 많이 포함되어 있을 때 발생할 수 있습니다. 따라서 "보일러수에 불순물 유지분이 많이 포함되어 있을 때"는 올바른 발생원인입니다.

    증발수면이 넓을 때는 오히려 프라이밍과 포밍이 발생하기 어렵습니다. 증발수면이 넓을수록 물이 증발하기 쉬우므로, 증발수면이 넓을 때는 오히려 물이 증발하여 증기부하가 감소하게 되어 프라이밍과 포밍이 발생하기 어렵습니다. 따라서 "증기부하가 적고 증발수면이 넓을 때"는 잘못된 발생원인입니다.
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84. 연소용 급유펌프에 대하여 틀리게 설명한 것은?

  1. 펌프를 통과하는 기름의 속도는 보통 0.9~2.1m/min이다.
  2. 펌프의 흡입측에 기름 여과기를 설치한다.
  3. 펌프 구동용 모터는 개폐식이 좋다.
  4. 펌프의 토출측(吐出側)에 기름 조절변을 부착시킨다.
(정답률: 38%)
  • "펌프 구동용 모터는 개폐식이 좋다."라는 설명이 틀렸습니다. 실제로는 연소용 급유펌프에서는 개폐식이 아닌 일반적인 모터를 사용합니다. 이유는 개폐식 모터는 작동 시간이 짧은 경우에 유리하지만, 연속적으로 오랫동안 작동해야 하는 급유펌프에서는 내구성과 안정성 면에서 일반적인 모터가 더 적합하기 때문입니다.
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85. 다음 중 경판의 탄성(강도)을 높이기 위한 것은?

  1. 아담슨 조인트
  2. 브리징스페이스
  3. 용접조인트
  4. 그루빙
(정답률: 49%)
  • 정답은 "브리징스페이스"입니다.

    브리징스페이스는 경판의 탄성을 높이기 위한 방법 중 하나입니다. 이는 경판의 두 부분을 붙이는 과정에서 작은 간격을 두고 붙이는 것으로, 이 간격이 경판의 탄성을 높여줍니다. 이는 경판이 완전히 닫히지 않아도 작동할 수 있도록 하며, 또한 경판이 더 큰 압력을 견딜 수 있도록 합니다. 따라서 브리징스페이스는 경판의 내구성을 높이는 데에도 도움이 됩니다.
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86. 테르밋(thermit)용접의 테르밋이란 무엇과 무엇의 혼합물인가?

  1. 붕사와 붕산의 분말
  2. 탄소와 규소의 분말
  3. 알루미늄과 산화철의 분말
  4. 알루미늄과 납의 분말
(정답률: 68%)
  • 테르밋(thermit)은 알루미늄과 산화철의 분말을 혼합하여 사용하는 용접 방법입니다. 이는 알루미늄과 산화철이 반응하여 매우 높은 열을 발생시키는 화학 반응을 일으키기 때문입니다. 이러한 열은 용접 부위를 녹여 결합시키는 역할을 합니다. 따라서 테르밋 용접은 고강도 용접에 많이 사용되며, 철강 구조물의 수리 및 보강에도 사용됩니다.
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87. 내경 2,000 mm, 사용압력 10 kg/cm2의 보일러 강판의 두께는 몇 mm 로 해야 하는가? (단, 강판의 인장강도 40 kg/mm2, 안전율 4.5, 이음효율 η=70%, 부식여유 2 mm 를 가산한다.)

  1. 16
  2. 18
  3. 20
  4. 24
(정답률: 57%)
  • 강판의 두께를 구하기 위해서는 인장응력을 구해야 한다.

    인장응력 = 사용압력 x 안전율 / 이음효율

    = 10 x 4.5 / 0.7

    ≈ 64.29 kg/mm2

    따라서, 필요한 강판의 두께는 다음과 같다.

    두께 = 내경 / 2 x (인장응력 / 인장강도 + 부식여유)

    = 2,000 / 2 x (64.29 / 40 + 2)

    ≈ 18 mm

    따라서, 정답은 "18" 이다.
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88. 횡연식 보일러에서 연관의 배열을 바둑판 모양으로 하는 이유는?

  1. 물의 순환을 양호하게 하기 위하여
  2. 보일러 강도상 유리하므로
  3. 전열면 효율을 양호하게 하기 위하여
  4. 관의 배치를 많게 하기 위하여
(정답률: 63%)
  • 횡연식 보일러에서 연관의 배열을 바둑판 모양으로 하는 이유는 물의 순환을 양호하게 하기 위해서입니다. 바둑판 모양으로 배열하면 물이 일정한 속도로 순환하면서 열을 전달할 수 있어서 보일러의 효율을 높일 수 있습니다. 또한, 바둑판 모양으로 배열하면 보일러 강도상도 유리하고, 전열면 효율도 양호해지며, 관의 배치도 많아질 수 있습니다.
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89. 24500kW의 증기원동소에 사용하고 있는 석탄의 발열량이 7200 kcal/kg 이고 이 원동소의 열효율을 23%라 하면 매 시간당 필요한 석탄의 양(t/h)은? (단, 전기 동력 1kW=860 kcal/h 로 한다.)

  1. 10.5
  2. 12.7
  3. 15.3
  4. 18.2
(정답률: 62%)
  • 전기 동력 1kW당 필요한 열량은 860 kcal/h 이므로, 24500 kW의 전기 동력을 만들기 위해서는 24500 x 860 = 21070000 kcal/h의 열이 필요하다.

    이 원동소의 열효율이 23%이므로, 필요한 열량의 23%만이 실제로 전기로 변환된다. 따라서, 필요한 총 열량은 21070000 / 0.23 = 91521739.13 kcal/h 이다.

    석탄의 발열량이 7200 kcal/kg 이므로, 매 시간당 필요한 석탄의 양은 91521739.13 / 7200 = 12705.8 kg/h 이다. 이를 소수점 첫째자리에서 반올림하면 12.7이 된다. 따라서, 정답은 "12.7"이다.
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90. 상향 버킷식 증기트랩에 대한 설명으로 잘못된 내용은?

  1. 응축수의 유입구와 유출구의 차압이 커서 20% 정도의 차압이라도 배출이 가능하다.
  2. 가동시 공기 빼기를 하여야 하며 형체가 비교적 대형이다.
  3. 배관계통에 장치하여 배출용으로 사용된다.
  4. 장치의 설치는 수평으로 한다.
(정답률: 52%)
  • 상향 버킷식 증기트랩은 응축수 배출을 위해 충분한 차압이 필요하며, 낮은 차압에서는 배출이 어렵습니다. 20% 정도의 차압으로는 배출이 불가능합니다.
    가동시 공기 빼기를 하여야 하며 형체가 비교적 대형이다.: 상향 버킷식 트랩의 올바른 특징입니다.
    배관계통에 장치하여 배출용으로 사용된다.: 증기트랩의 일반적인 용도입니다.
    장치의 설치는 수평으로 한다.: 상향 버킷식 트랩의 올바른 설치 방법입니다.
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91. 2중관 열교환기에 있어서의 열관류율(K)의 근사식은? (단, K : 열관류율, Fi: 내관 내면적, Fo: 내관 외면적, αi: 내관 내면과 유체사이의 경막계수, αo : 내관 외면과 유체사이의 경막계수이며 전열계산은 내관 외면기준일 때이다.)

(정답률: 59%)
  • 2중관 열교환기의 열관류율(K)은 내관 벽의 열저항을 무시하고 내면 및 외면의 열전달 저항만을 고려한 근사식으로 표현됩니다.
    열관류율 (K) 근사식:
    $$K = \frac{1}{\frac{1}{\alpha_i F_i} + \frac{1}{\alpha_o F_o}}$$
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92. 매시 최대증발량 2000kg의 증기를 발생하는 노통연관식 보일러가 있다. 이때 발생증기압력은 7 kg/cm2이다. 이와같은 보일러에 대한 안전밸브의 총면적(mm2)은?

  1. 3233
  2. 3433
  3. 5360
  4. 6720
(정답률: 24%)
  • 노통연관식 보일러의 안전밸브 총면적은 보일러의 최대 증발량과 발생 증기 압력을 이용하여 계산합니다.
    이 문제에서는 특정 계수를 적용한 공식을 사용합니다.
    안전밸브 총면적 (A) 계산 공식:
    $$A = \frac{W}{P_g} \cdot K$$

    (단, A: 안전밸브 총면적 (mm2), W: 최대 증발량 (kg/h), P_g: 발생 증기 압력 (kg/cm2), K: 노통연관식 보일러 계수 (18.76))
    숫자 대입:
    $$A = \frac{2000}{7} \cdot 18.76$$

    최종 결과:
    $$A = 5360 \text{ mm}^2$$
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93. 보일러의 전열면에 부착된 스케일 중 연질 성분인 것은?

  1. Ca(HCO3)2
  2. CaSO4
  3. CaCl2
  4. SiO2
(정답률: 48%)
  • 보일러 전열면에 부착되는 스케일 중 연질 성분은 주로 탄산칼슘(CaCO3)이며, 이는 중탄산칼슘(Ca(HCO3)2)이 가열 시 분해되어 생성됩니다.
    CaSO4: 경질 스케일의 주성분입니다.
    CaCl2: 스케일보다는 부식과 관련이 깊습니다.
    SiO2: 경질 스케일의 주성분입니다.
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94. 파이프의 재질이나 안지름, 두께는 다음 조건을 고려하여 정한다. 다음 중 관계없는 인자는?

  1. 수송거리
  2. 유체의 순도
  3. 유체의 종류
  4. 유속, 유량
(정답률: 58%)
  • 파이프의 재질, 안지름, 두께는 유체의 종류, 유속, 유량, 수송거리 등 다양한 운전 조건에 따라 결정됩니다.
    유체의 순도는 이러한 결정에 직접적인 영향을 주지 않습니다.
    수송거리: 배관 저항 및 압력 손실에 영향을 주어 파이프 직경 및 두께 결정에 고려됩니다.
    유체의 종류: 부식성, 온도, 압력 등 유체의 특성에 따라 파이프 재질과 두께가 결정됩니다.
    유속, 유량: 유량은 파이프의 안지름을 결정하는 주요 인자이며, 유속은 침식 및 압력 손실에 영향을 줍니다.
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95. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 물은 1atm, 100 CENTIGRA DE 에서 끓는다.
  2. 물은 1atm, 100 CENTIGRA DE 에서 증발잠열이 539kcal이다.
  3. 물은 1atm, 0 CENTIGRA DE 에서 증발잠열이 593kcal이다.
  4. 물은 0atm, 100 CENTIGRA DE 에서 끓는다.
(정답률: 45%)
  • 물은 압력이 0atm인 진공 상태에서는 100 CENTIGRA DE까지 온도가 올라가기 전에 훨씬 낮은 온도에서 끓거나 승화한다.
    끓는점은 압력에 따라 변하며, 0atm에서는 액체 상태로 존재하기 어렵다.
    물은 1atm, 100 CENTIGRA DE 에서 끓는다: 표준 대기압에서 물의 끓는점은 100℃이다.
    물은 1atm, 100 CENTIGRA DE 에서 증발잠열이 539kcal이다: 100℃ 물의 증발잠열은 약 539kcal/kg이다.
    물은 1atm, 0 CENTIGRA DE 에서 증발잠열이 593kcal이다: 0℃ 물의 증발잠열은 약 597kcal/kg (또는 593kcal/kg으로도 알려져 있음)이다.
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96. 다음 중 수관식 보일러에 속하지 않는 것은?

  1. 코르니쉬 보일러
  2. 바브콕 보일러
  3. 라몬트 보일러
  4. 벤손 보일러
(정답률: 54%)
  • 코르니쉬 보일러는 노통 보일러의 일종으로, 수관식 보일러가 아닌 연관식 보일러에 속한다.
    바브콕 보일러: 대표적인 수관식 보일러이다.
    라몬트 보일러: 강제 순환식 수관 보일러이다.
    벤손 보일러: 관류 보일러의 일종으로, 수관식 보일러이다.
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97. 다음 약품 중 보일러의 탈산소제로 사용되지 않는 것은?

  1. 아황산나트륨
  2. 히드라진
  3. 타닌
  4. 수산화 나트륨
(정답률: 52%)
  • 수산화 나트륨(NaOH)은 보일러수의 pH를 조절하는 알칼리제로 사용되며, 탈산소제로는 사용되지 않는다.
    아황산나트륨: 보일러의 대표적인 탈산소제이다.
    히드라진: 보일러의 대표적인 탈산소제이다.
    타닌: 보일러의 탈산소제 및 스케일 방지제로 사용된다.
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98. 열관류율에 대한 설명이다. 맞는 것은?

  1. 인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 현상
  2. 유체의 밀도차에 의한 열의 이동현상
  3. 고체의 벽을 통하여 고온 유체에서 저온의 유체로 열이 이동되는 현상
  4. 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접이동을 말하며 정지된 공기층에 열이동이 가장 적다.
(정답률: 68%)
  • 열관류율은 고체 벽을 사이에 두고 고온 유체에서 저온 유체로 열이 전달되는 현상을 나타내는 지표이다.
    인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 현상: 이는 열펌프나 냉동기 등 강제 대류와 관련된 설명으로, 열관류율의 정의와는 다르다.
    유체의 밀도차에 의한 열의 이동현상: 이는 자연 대류에 대한 설명이다.
    어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접이동을 말하며 정지된 공기층에 열이동이 가장 적다: 이는 복사열 전달에 대한 설명이며, 정지된 공기층은 열전도율이 낮아 단열재로 사용된다.
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99. 집진장치에서 점검하는 매연 중 그을음의 발생원인이 아닌 것은?

  1. 통풍력이 부족한 경우
  2. 연소실 용적이 큰 경우
  3. 무리한 연소를 할 경우
  4. 연소장치가 불량한 경우
(정답률: 85%)
  • 연소실 용적이 크면 연료와 공기의 혼합 및 연소 시간이 충분하여 완전 연소에 유리하므로 그을음 발생 원인이 아니다.
    통풍력이 부족한 경우: 공기 공급이 불충분하여 불완전 연소를 유발하므로 그을음 발생 원인이다.
    무리한 연소를 할 경우: 과도한 연료 공급으로 불완전 연소를 유발하므로 그을음 발생 원인이다.
    연소장치가 불량한 경우: 연료와 공기의 혼합 불량 등으로 불완전 연소를 유발하므로 그을음 발생 원인이다.
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100. 열교환 유체의 압력손실은 열교환기 설계를 할 때 중요한 설계인자이며 관의 길이, 마찰계수, 속도에너지, 관의 내경과 관계되어 있다. 압력손실과 이들과의 관계 내용 중 틀린 것은?

  1. 압력강하는 관의 길이에 반비례
  2. 압력강하는 마찰계수에 비례
  3. 압력강하는 속도에너지에 비례
  4. 압력강하는 관의 내경에 반비례
(정답률: 57%)
  • 압력강하는 관의 길이가 길어질수록 유체가 흐르는 경로가 길어지기 때문에 압력강도가 감소하게 되어 압력강하는 관의 길이에 반비례한다. 이는 베르누이 방정식에서 유체의 속도와 압력이 반비례 관계에 있기 때문이다. 따라서 "압력강하는 관의 길이에 반비례"가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다.
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