에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2009-08-30)

에너지관리기사
(2009-08-30 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 석탄을 완전연소시키기 위하여 필요한 조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다.
  2. 연료를 착화온도 이하로 유지한다.
  3. 통풍력을 좋게 한다.
  4. 공기를 예열한다.
(정답률: 95%)
  • 연료를 착화온도 이하로 유지하면 연소가 시작되지 않으므로 완전연소 조건에 해당하지 않습니다.
    공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다: 완전연소를 위한 필수 조건입니다.
    통풍력을 좋게 한다: 충분한 공기 공급과 연소 가스 배출을 위해 필요합니다.
    공기를 예열한다: 연소 효율을 높이고 착화를 돕는 조건입니다.
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2. 다음 중 단위중량당(kg) 연료의 저위발열량이 가장 큰 기체는?

  1. 수소
  2. 프로판
  3. 메탄
  4. 에틸렌
(정답률: 77%)
  • 수소는 단위 질량당 발열량이 다른 연료에 비해 월등히 높다.
    프로판: 수소보다 단위 질량당 발열량이 낮다.
    메탄: 수소보다 단위 질량당 발열량이 낮다.
    에틸렌: 수소보다 단위 질량당 발열량이 낮다.
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3. 수소 1kg을 공기 중에서 연소시켰을 때 생성된 건연소 가스량은 약 몇 m3인가? (단, 공기 중의 산소와 질소의 함유비는 21v% 와 79v%이다.)

  1. 5.60
  2. 21.07
  3. 56.50
  4. 32.3
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 수소의 완전 연소 반응식을 이용하여 필요한 산소량과 공기 중 질소량을 계산하여 건연소 가스량을 구합니다.
    $$\text{H}_2 \text{ 몰수} = \frac{\text{질량}}{\text{분자량}}$$

    $$\text{필요한 O}_2 \text{ 몰수} = \text{H}_2 \text{ 몰수} × \frac{1}{2}$$

    $$\text{생성된 N}_2 \text{ 몰수} = \text{필요한 O}_2 \text{ 몰수} × \frac{79}{21}$$

    $$\text{건연소 가스량} = \text{생성된 N}_2 \text{ 몰수} × 22.4 \text{ m}^3/\text{kmol}$$

    $$\text{H}_2 \text{ 몰수} = \frac{1 \text{ kg}}{2 \text{ kg/kmol}} = 0.5 \text{ kmol}$$

    $$\text{필요한 O}_2 \text{ 몰수} = 0.5 \text{ kmol} × \frac{1}{2} = 0.25 \text{ kmol}$$

    $$\text{생성된 N}_2 \text{ 몰수} = 0.25 \text{ kmol} × \frac{79}{21} = 0.940476 \text{ kmol}$$

    $$\text{건연소 가스량} = 0.940476 \text{ kmol} × 22.4 \text{ m}^3/\text{kmol}$$

    $$= 21.0666 \text{ m}^3 \approx 21.07 \text{ m}^3$$
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4. 연소가스 중의 질소산화물 생성을 억제하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 2단 연소
  2. 고온 연소
  3. 농담 연소
  4. 배가스 재순환 연소
(정답률: 83%)
  • 질소산화물(NOx)은 고온 연소 시 생성이 촉진되므로, 고온 연소는 NOx 생성을 억제하는 방법이 아닙니다.
    2단 연소: 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 조절하여 NOx 생성을 억제합니다.
    농담 연소: 연료와 공기의 혼합비를 조절하여 국부적인 고온 생성을 억제하고 NOx 생성을 줄입니다.
    배가스 재순환 연소: 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 희석하여 NOx 생성을 억제합니다.
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5. 공기와 혼합시 가연범위(폭발범위)가 가장 넓은 것은?

  1. 메탄
  2. 프로판
  3. 메틸알코올
  4. 아세틸렌
(정답률: 79%)
  • 아세틸렌은 다른 보기의 물질들에 비해 공기와의 혼합 시 가연범위(폭발범위)가 가장 넓습니다.
    메탄: 가연범위가 5~15%로 아세틸렌보다 좁아 오답.
    프로판: 가연범위가 2.1~9.5%로 아세틸렌보다 좁아 오답.
    메틸알코올: 가연범위가 6.7~36%로 아세틸렌보다 좁아 오답.
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6. 분젠 버너의 가스유속을 빠르게 했을 때 불꽃이 짧아지는 이유는?

  1. 층류 현상이 생기기 때문에
  2. 난류 현상으로 연소가 빨라지기 때문에
  3. 가스와 공기의 혼합이 잘 안되기 때문에
  4. 유속이 빨라서 미처 연소를 못하기 때문에
(정답률: 79%)
  • 가스 유속이 빨라지면 난류 현상이 강해져 가스와 공기의 혼합이 촉진되고 연소 속도가 빨라져 불꽃이 짧아집니다.
    층류 현상이 생기기 때문에: 유속이 빠르면 층류가 아닌 난류가 발생합니다.
    가스와 공기의 혼합이 잘 안되기 때문에: 난류 현상으로 혼합이 더 잘 됩니다.
    유속이 빨라서 미처 연소를 못하기 때문에: 유속이 너무 빠르면 불꽃이 들뜨거나 꺼질 수 있지만, 불꽃이 짧아지는 직접적인 이유는 난류에 의한 연소 촉진입니다.
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7. 유압분무식 버너의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무화매체인 증기나 공기가 필요치 않다.
  2. 보일러 가동 중 버너교환이 가능하다.
  3. 유량조절범위가 좁다.
  4. 연소의 제어범위가 넓다.
(정답률: 58%)
  • 유압분무식 버너는 유량 조절 범위가 좁아 연소 제어 범위도 좁습니다.
    무화매체인 증기나 공기가 필요치 않다: 맞는 설명입니다.
    보일러 가동 중 버너교환이 가능하다: 맞는 설명입니다.
    유량조절범위가 좁다: 맞는 설명입니다.
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8. 최소 점화에너지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 최소 점화에너지는 연소속도 및 연전도가 작을수록 큰 값을 갖는다.
  2. 가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 최소 점화에너지라 한다.
  3. 불꽃 방전시 일어나는 에너지의 크기는 전압의 제곱에 비례한다.
  4. 혼합기의 종류에 의해서 변한다.
(정답률: 67%)
  • 최소 점화에너지는 연전도가 작을수록 열 손실이 적어 점화가 더 쉬워지므로, 최소 점화에너지는 작아진다.
    따라서 "연전도가 작을수록 큰 값을 갖는다"는 틀린 설명이다.
    가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 최소 점화에너지라 한다.: 최소 점화에너지의 정의이므로 옳다.
    불꽃 방전시 일어나는 에너지의 크기는 전압의 제곱에 비례한다.: 전기 방전 에너지 공식에 따라 전압의 제곱에 비례하므로 옳다.
    혼합기의 종류에 의해서 변한다.: 가연성 혼합기의 종류, 농도, 온도, 압력 등에 따라 최소 점화에너지는 달라지므로 옳다.
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9. 숯이나 코크스 등에서 일어나는 일반적인 연소형태는?

  1. 표면연소
  2. 분해연소
  3. 증발연소
  4. 확산연소
(정답률: 82%)
  • 표면연소는 고체 연료가 휘발성분 없이 고체 표면에서 직접 산소와 반응하여 연소하는 형태입니다.
    분해연소: 고체 연료가 열분해되어 가연성 가스를 발생시키며 연소하는 형태이므로 오답.
    증발연소: 액체 연료가 증발하여 기체 상태로 연소하는 형태이므로 오답.
    확산연소: 연료와 산화제가 미리 혼합되지 않고 확산에 의해 혼합되면서 연소하는 형태이므로 오답.
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10. 연료의 황(S)분에 의한 저온부식을 방지하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 과잉공기를 적게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 올린다.
  2. 과잉공기를 적게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 낮춘다.
  3. 과잉공기를 많게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 올린다.
  4. 과잉공기를 많게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 낮춘다.
(정답률: 63%)
  • 저온부식은 황산 증기가 노점 이하로 응축될 때 발생하므로, 과잉공기를 줄여 황산 생성을 억제하고 배기가스 온도를 높여 노점 이하로 떨어지지 않게 해야 합니다.
    과잉공기를 적게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 낮춘다: 배기가스 온도를 낮추면 노점 이하로 떨어져 부식이 심화됩니다.
    과잉공기를 많게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 올린다: 과잉공기가 많으면 황산 생성이 증가하여 부식 위험이 커집니다.
    과잉공기를 많게 하면서 절탄기부의 배기가스 온도를 낮춘다: 과잉공기가 많고 온도가 낮으면 저온부식이 가장 심하게 발생합니다.
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11. 보일러의 열정산에서 입열항목에 해당하는 것은?

  1. 급수의 현열
  2. 방산에 의한 손실열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 연소잔재물 중 미연소분에 의한 손실열
(정답률: 75%)
  • 급수의 현열은 보일러로 들어오는 열량으로 입열항목에 해당합니다.
    방산에 의한 손실열: 보일러 외부로 나가는 열로 출열항목(손실열)입니다.
    불완전연소에 의한 손실열: 연소 과정에서 발생하는 손실열로 출열항목(손실열)입니다.
    연소잔재물 중 미연소분에 의한 손실열: 연소 과정에서 발생하는 손실열로 출열항목(손실열)입니다.
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12. 연소배기가스를 분석한 결과 O2 의 측정치가 4%일 때 공기비(m)는?

  1. 1.10
  2. 1.24
  3. 1.30
  4. 1.34
(정답률: 78%)
  • 이 문제는 배기가스 중 산소 농도를 이용하여 공기비(m)를 계산합니다.
    $$m = \frac{21}{21 - O_2}$$

    $$m = \frac{21}{21 - 4}$$

    $$m = 1.24$$
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13. 다음 중 분해폭발성 물질이 아닌 것은?

  1. 아세틸렌
  2. 에틸렌
  3. 히드라진
  4. 수소
(정답률: 70%)
  • 수소는 가연성 가스이지만, 자체 분해하여 폭발하는 물질이 아니라 산소와 반응하여 연소 또는 폭발하는 물질입니다.
    아세틸렌: 고온, 고압에서 자체 분해하여 폭발할 수 있는 물질입니다.
    에틸렌: 특정 조건에서 분해 폭발의 위험이 있는 물질입니다.
    히드라진: 불안정한 화합물로, 자체 분해하여 폭발할 수 있는 물질입니다.
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14. 어떤 연소가스를 분석한 결과 질소 75v%, 산소 8v%, 이산화탄소 10v%, 일산화탄소 7v% 이었다. 이 연소가스의 겉보기 분자량은 약 얼마인가?

  1. 28.12
  2. 28.88
  3. 29.22
  4. 29.92
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 연소가스 각 성분의 부피비와 분자량을 이용하여 혼합 기체의 겉보기 분자량을 계산합니다.
    $$M_{avg} = \sum (\text{각 성분 부피비} × \text{각 성분 분자량})$$

    $$M_{avg} = (0.75 × 28) + (0.08 × 32) + (0.10 × 44) + (0.07 × 28)$$

    $$M_{avg} = 29.92$$
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15. 액체연료 중 고온건류하여 얻은 타르계 중유의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화염의 방사율이 크다.
  2. 황의 영향이 적다.
  3. 슬러지를 발생시킨다.
  4. 단위 용적당의 발열량이 극히 적다.
(정답률: 66%)
  • 타르계 중유는 단위 용적당 발열량이 높습니다.
    화염의 방사율이 크다: 타르계 중유는 탄소 함량이 높아 연소 시 검은 연기가 발생하며 화염의 방사율이 큽니다.
    황의 영향이 적다: 석유계 중유에 비해 황 함량이 적은 편입니다.
    슬러지를 발생시킨다: 점도가 높고 불순물이 많아 슬러지 발생 가능성이 있습니다.
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16. 탄소(C) 86%, 수소(H) 14% 의 중유를 완전연소시켰을 때 CO2max[%]는?

  1. 15.1
  2. 17.2
  3. 19.1
  4. 21.1
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 연료의 성분비를 이용하여 이론적인 최대 이산화탄소 농도(CO2max)를 계산합니다.
    $$L_0 = \frac{1.867C + 5.56H}{0.21}$$ (이론 공기량, Nm3/kg)
    $$V_{CO_2} = \frac{22.4}{12} × C$$ (CO2 발생량, Nm3/kg)
    $$V_{N_2} = L_0 × 0.79$$ (N2 발생량, Nm3/kg)
    $$CO_{2max} = \frac{V_{CO_2}}{V_{CO_2} + V_{N_2}} × 100$$

    $$L_0 = \frac{1.867 × 0.86 + 5.56 × 0.14}{0.21} = 11.352476$$

    $$V_{CO_2} = \frac{22.4}{12} × 0.86 = 1.60533$$

    $$V_{N_2} = 11.352476 × 0.79 = 8.96845$$

    $$CO_{2max} = \frac{1.60533}{1.60533 + 8.96845} × 100$$

    $$CO_{2max} = 15.182 \approx 15.1$$
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17. 고체연료의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회분이 많고 발열량이 적다.
  2. 연소효율이 낮고 고온을 얻기 어렵다.
  3. 점화 및 소화기 곤란하고 온도조절이 곤란하다.
  4. 완전연소가 가능하고 연료의 품질이 균일하다.
(정답률: 80%)
  • 고체연료는 불균일한 성분으로 인해 완전연소가 어렵고 품질이 균일하지 않습니다.
    회분이 많고 발열량이 적다: 고체연료는 액체나 기체 연료에 비해 회분 함량이 높고 발열량이 낮습니다.
    연소효율이 낮고 고온을 얻기 어렵다: 연소 제어가 어려워 연소 효율이 낮고 고온을 얻기 힘듭니다.
    점화 및 소화기 곤란하고 온도조절이 곤란하다: 점화와 소화가 어렵고 연소 속도 조절이 힘들어 온도 조절이 어렵습니다.
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18. 체적이 일정한 상태에서 산소 1kg을 20℃에서 220℃까지 높이는데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 산소의 정적비열 Cv는 0.879J/gㆍ℃이다.)

  1. 22
  2. 44
  3. 88
  4. 176
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 체적이 일정한 상태에서 기체의 온도를 높이는 데 필요한 열량을 정적비열과 질량, 온도 변화량을 곱하여 계산합니다.
    $$Q = m · C_v · Δ T$$

    $$Q = 1000 \text{ g} · 0.879 \text{ J/g} · \text{℃} · (220 - 20) \text{ ℃}$$

    $$Q = 176 \text{ kJ}$$
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19. 환열실의 전열면적[m2]과 전열량[kcal/h] 사이의 관계는? (단, 전열면적은 F, 전열량은 Q, 총괄전열계수는 V이며, △fm은 평균온도차이다.)

  1. Q=F×V×△tm
  2. Q=F/△tm
  3. Q=F×△tm
  4. Q=V/(F×△tm)
(정답률: 72%)
  • 이 공식은 열전달의 기본식으로, 전열량(Q)은 총괄전열계수(V), 전열면적(F), 평균온도차(△tm)에 비례한다.\nQ=F/△tm: 총괄전열계수 V가 누락되어 틀린 공식이다.
    \nQ=F×△tm: 총괄전열계수 V가 누락되어 틀린 공식이다.
    \nQ=V/(F×△tm): 전열량 Q가 총괄전열계수에 비례하고 면적과 온도차에 반비례하는 형태로 틀린 공식이다.
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20. 메탄(CH4) 32kg을 연소시킬 때 이론적으로 필요한 산소량은 몇 kg-mol인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 메탄의 완전 연소 반응식을 이용하여 화학량론적으로 필요한 산소량을 계산합니다.
    $$\text{필요 산소량 (kg-mol)} = \frac{\text{주어진 연료 질량}}{\text{연료 분자량}} × \frac{\text{반응식상 산소 몰수}}{\text{반응식상 연료 몰수}}$$

    $$\text{필요 산소량 (kg-mol)} = \frac{32 \text{ kg}}{16 \text{ kg/kmol}} × \frac{2 \text{ kmol O}_2}{1 \text{ kmol CH}_4}$$

    $$\text{필요 산소량 (kg-mol)} = 4$$
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2과목: 열역학

21. 증기압축 냉동사이클에서 응축온도는 동일하고 증발온도가 다음과 같을 때 성능계수가 가장 큰 것은?

  1. -20℃
  2. -25℃
  3. -30℃
  4. -40℃
(정답률: 66%)
  • 성능계수(COP)는 증발온도가 높을수록, 응축온도가 낮을수록 커진다.
    따라서 증발온도가 가장 높은 -20℃일 때 성능계수가 가장 크다.
    -25℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
    -30℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
    -40℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
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22. 60℃로 일정하게 유지되고 있는 항온조가 실내온도 26℃인 실험실에 설치되어 있다. 이 때 항온조가 실내온도 26℃인 실험실에 설치되어 있다. 이 때 항온조로부터 실험실내의 실내공기로 1200J의 열손실이 있는 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비가열 과정이다.
  2. 실험실 전체(실험실 공기와 항온조 내의 물질)의 엔트로피 변화량은 7.6J/K 이다.
  3. 항온조 내의 물질에 대한 엔트로피 변화량은 -3.6J/K이다.
  4. 실험실 내에서 실내공기의 엔트로피 변화량은 4.0K/K이다.
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 엔트로피 변화량 계산 공식을 사용하여 각 시스템과 전체 시스템의 엔트로피 변화를 구합니다.
    엔트로피 변화량은 열량(Q)을 절대 온도(T)로 나눈 값입니다.
    실험실 전체(실험실 공기와 항온조 내의 물질)의 엔트로피 변화량은 7.6J/K 이다: 항온조 엔트로피 변화량은 $$Δ S_{\text{항온조}} = \frac{-1200 J}{333.15 K} = -3.60 J/K$$ 이고, 실내공기 엔트로피 변화량은 $$Δ S_{\text{실내공기}} = \frac{+1200 J}{299.15 K} = 4.01 J/K$$ 이므로, 전체 엔트로피 변화량은 $$Δ S_{\text{전체}} = -3.60 + 4.01 = 0.41 J/K$$ 입니다.
    따라서 7.6J/K은 틀린 값입니다.
    비가열 과정이다: 항온조와 실내공기 사이에서 열이 이동하지만, 외부로부터 전체 시스템에 순수한 열 공급이 없는 과정으로 볼 수 있으므로 옳은 설명입니다.
    항온조 내의 물질에 대한 엔트로피 변화량은 -3.6J/K이다: 계산 결과 $$Δ S_{\text{항온조}} = -3.60 J/K$$ 이므로 옳은 설명입니다.
    실험실 내에서 실내공기의 엔트로피 변화량은 4.0K/K이다: 계산 결과 $$Δ S_{\text{실내공기}} = 4.01 J/K$$ 이므로 4.0J/K은 옳은 설명입니다. (단위는 J/K가 맞습니다.)
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23. 밀폐계가 300kPa의 압력을 유지하면서 체적이 0.2m3에서 0.5m3로 증가하였고 이 과정에서 내부 에너지는 10kJ 증가하였다. 이 때 계가 받은 열량은 몇 kJ인가?

  1. 9
  2. 80
  3. 90
  4. 100
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 적용하여 계가 받은 열량을 계산합니다.
    밀폐계에서 열량은 내부 에너지 변화와 계가 한 일의 합으로 표현됩니다.
    $$Q = Δ U + P Δ V$$

    $$Q = 10 × 10^3 J + 300 × 10^3 Pa × (0.5 - 0.2) m^3$$

    $$Q = 100 × 10^3 J = 100 kJ$$
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24. 엔탈피가 326kJ/kg인 어떤 기체가 노즐을 통하여 단열적으로 팽창되어 엔탈피가 322kJ/kg으로 되어 나간다. 유입 속도를 무시할 때 유출 속도는 몇 m/s인가?

  1. 4.4
  2. 22.6
  3. 64.7
  4. 89.4
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 노즐을 통한 단열 팽창 시 에너지 보존 법칙을 적용하여 유출 속도를 구합니다.
    유입 속도를 무시할 경우, 엔탈피 감소가 운동 에너지 증가로 전환됩니다.
    $$V_2 = \sqrt{2(h_1 - h_2) × 1000}$$

    $$V_2 = \sqrt{2 × (326 - 322) × 1000}$$

    $$V_2 = 89.4$$
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25. 기체 동력 사이클과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 증기원동소
  2. 가스터빈
  3. 불꽃점화 자동차기관
  4. 디젤기관
(정답률: 59%)
  • 증기원동소는 랭킨 사이클을 기반으로 하며, 작동 유체가 상변화(액체-기체)를 하는 증기 동력 사이클이므로 기체 동력 사이클과 거리가 멠니다.
    가스터빈: 브레이튼 사이클을 기반으로 하는 대표적인 기체 동력 사이클이므로 오답.
    불꽃점화 자동차기관: 오토 사이클을 기반으로 하는 기체 동력 사이클이므로 오답.
    디젤기관: 디젤 사이클을 기반으로 하는 기체 동력 사이클이므로 오답.
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26. 다음 T-S 선도에서 냉동사이클의 성능계수를 옳게 표시한 것은? (단, u는 내부에너지, h는 엔탈피를 나타낸다.)

(정답률: 74%)

  • 냉동사이클의 성능계수(COP)는 냉동효과를 압축일로 나눈 값입니다.

    T-S 선도에서 1-4는 증발기에서의 냉동효과, 2-1은 압축기에서의 압축일을 나타냅니다.


    h_2 - h_1 / h_1 - h_4: 냉동효과와 압축일의 비율이 역전되어 오답.

    h_1 - h_4 / h_2 - h3: 분모가 압축일이 아니므로 오답.

    h_2 - h_3 / h_2 - h_1: 분자가 냉동효과가 아니므로 오답.

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27. 성능계수가 4.3인 냉동기가 시간당 30mJ 의 열을 흡수한다. 이 냉동기를 작동하기 위한 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 0.25
  2. 1.94
  3. 6.24
  4. 10.4
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수(COP_R) 정의를 이용하여 흡수한 열량과 성능계수를 통해 필요한 동력을 계산합니다.
    $$\text{냉동기 성능계수 (COP_R)} = \frac{\text{저온체에서 흡수한 열량 (Q_L)}}{\text{가해준 일 (W)}}$$

    $$\text{가해준 일 (W)} = \frac{\text{저온체에서 흡수한 열량 (Q_L)}}{\text{냉동기 성능계수 (COP_R)}}$$

    $$\text{Q_L} = 30 \text{ MJ/시간} = \frac{30 × 10^3 \text{ kJ}}{3600 \text{ s}}$$

    $$\text{Q_L} = 8.3333 \text{ kJ/s} = 8.3333 \text{ kW}$$

    $$\text{W} = \frac{8.3333 \text{ kW}}{4.3}$$

    $$= 1.9379 \text{ kW} \approx 1.94 \text{ kW}$$
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28. 열펌프(heat pump)의 성능계수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉동 사이클의 효율과 같다.
  2. 저온체에서 흡수한 열량과 가해준 일의 비이다.
  3. 고온체에 방출한 열량과 가해준 일의 비이다.
  4. 저온체와 고온체의 절대온도만의 함수이다.
(정답률: 58%)
  • 열펌프의 성능계수(COP_HP)는 고온체에 방출한 열량(Q_H)을 가해준 일(W)로 나눈 값으로, 난방 효율을 나타낸다.
    냉동 사이클의 효율과 같다: 냉동 사이클의 성능계수(COP_R)와는 정의가 다르므로 오답 (COP_HP = COP_R + 1).
    저온체에서 흡수한 열량과 가해준 일의 비이다: 이는 냉동기의 성능계수(COP_R)에 대한 설명이므로 오답.
    저온체와 고온체의 절대온도만의 함수이다: 카르노 열펌프의 성능계수는 절대온도만의 함수이지만, 일반적인 열펌프는 아니므로 오답.
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29. 어떤 상태에서 질량이 반으로 줄면 강도성질(intensive property) 상태량의 값은?

  1. 반으로 줄어든다.
  2. 2배로 증가한다.
  3. 4배로 증가한다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 강도성질(intensive property)은 물질의 양에 관계없이 고유하게 나타나는 성질이므로, 질량이 변해도 그 값은 변하지 않는다.
    반으로 줄어든다: 강도성질은 질량에 비례하지 않으므로 오답.
    2배로 증가한다: 강도성질은 질량에 비례하지 않으므로 오답.
    4배로 증가한다: 강도성질은 질량에 비례하지 않으므로 오답.
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30. 일반적으로 중간에 냉각기를 부착한 다단압축기와 일단압축기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 동력 소요량은 서로 길다.
  2. 동력 소요량은 다단압축기가 일단압축기의 2배이다.
  3. 동력 소요량은 압축 단수에 비례한다.
  4. 동력 소요량은 일단압축기가 더 크다.
(정답률: 47%)
  • 다단압축기는 중간 냉각을 통해 압축 과정 중 온도를 낮춰 압축 일을 감소시키므로, 일단압축기보다 동력 소요량이 적다.
    동력 소요량은 서로 길다: 다단압축기가 일단압축기보다 동력 소요량이 적으므로 오답.
    동력 소요량은 다단압축기가 일단압축기의 2배이다: 다단압축기의 동력 소요량이 더 적으므로 오답.
    동력 소요량은 압축 단수에 비례한다: 압축 단수가 늘어날수록 동력 소요량은 감소하므로 오답.
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31. CH4의 기체상수는 약 몇 kJ/kgㆍK 인가?

  1. 0.016
  2. 0.132
  3. 0.189
  4. 0.52
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 메탄(CH4)의 기체상수를 일반 기체상수와 분자량을 이용하여 계산합니다.
    $$R = \frac{R_u}{M}$$

    $$R = \frac{8.314 \text{ kJ/kmol} · \text{K}}{16 \text{ kg/kmol}}$$

    $$R = 0.52 \text{ kJ/kg} · \text{K}$$
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32. 공기표준 브레이튼(Brayton) 사이클에서 등엔트로피 압축으로 1기압, 20℃의 공기를 다음 중 어느 압력까지 압축하였을 때 효율이 가장 높은가?

  1. 2기압
  2. 3기압
  3. 4기압
  4. 5기압
(정답률: 61%)
  • 브레이튼 사이클의 효율은 압력비가 높을수록 증가합니다.
    2기압: 압력비가 가장 낮아 효율이 가장 낮습니다.
    3기압: 2기압보다 압력비가 높지만 5기압보다 낮습니다.
    4기압: 5기압보다 압력비가 낮아 효율이 더 낮습니다.
    5기압: 제시된 보기 중 압력비가 가장 높아 효율이 가장 높습니다.
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33. 질소 1.36kg이 압력 600kPa 하에서 팽창하여 체적이 0.01m3증가하였다. 팽창과정에서 20kJ 의 열이 공급되었고 최종온도가 93℃였다면 초기 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 정적비열은 0.74kJ/kgㆍ℃이다.)

  1. 112
  2. 107
  3. 79
  4. 74
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙과 이상기체 상태방정식을 적용하여 초기 온도를 구합니다.
    $$W = P Δ V$$

    $$Δ U = Q - W$$

    $$Δ T = \frac{Δ U}{m c_v}$$

    $$T_{initial} = T_{final} - Δ T$$

    $$W = 600 \text{ kPa} · 0.01 \text{ m}^3 = 6 \text{ kJ}$$

    $$Δ U = 20 \text{ kJ} - 6 \text{ kJ} = 14 \text{ kJ}$$

    $$Δ T = \frac{14 \text{ kJ}}{1.36 \text{ kg} · 0.74 \text{ kJ/kg} · \text{℃}} \approx 13.91 \text{ ℃}$$

    $$T_{initial} = 93 \text{ ℃} - 13.91 \text{ ℃} = 79.09 \text{ ℃}$$

    $$T_{initial} = 79 \text{ ℃}$$
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34. 압축비 7로 운전되는 오토 사이클의 효율은 약 몇 %인가? (단. 비열비는 1.4이다.)

  1. 40.4
  2. 54.1
  3. 85.7
  4. 93.4
(정답률: 63%)

  • 이 문제는 오토 사이클의 압축비와 비열비를 이용하여 효율을 계산합니다.

    η=1−1rk−1

    η=1−171.4−1

    η=54.1 \%

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35. 보일러로부터 압력 10kgf/cm2로 공급되는 수증기의 건도가 0.95일 때 이 수증기 1kg당의 엔탈피는 약 몇 kcal인가? (단, 10kgf/cm2에서 포화수의 엔탈피는 181.2kcal/kg, 포화증기의 엔탈피는 662.9kcal/kg 이다.)

  1. 457.6
  2. 638.8
  3. 810.9
  4. 1120.5
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 수증기의 건도를 이용하여 엔탈피를 계산합니다.
    $$H = h_f + x · (h_g - h_f)$$

    $$H = 181.2 + 0.95 · (662.9 - 181.2)$$

    $$H = 638.8 \text{ kcal/kg}$$
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36. 다음 중 과열수증기(superheated steam)의 상태가 아닌 것은?

  1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도
  2. 주어진 체적에서 포화증기 온도보다 높은 압력
  3. 주어진 온도에서 포화증기 온도보다 낮은 체적
  4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피
(정답률: 66%)
  • 과열수증기는 주어진 온도에서 포화증기보다 비체적이 크므로, 주어진 온도에서 포화증기 온도보다 낮은 체적은 과열수증기의 상태가 아닙니다.
    주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도: 과열증기의 정의입니다.
    주어진 체적에서 포화증기 온도보다 높은 압력: 과열증기의 특성입니다.
    주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피: 과열증기의 특성입니다.
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37. 동일한 최고 온도, 최저 온도 사이에 작동하는 사이클 중 최대의 효율을 나타내는 사이클은?

  1. 오토 사이클
  2. 디젤 사이클
  3. 카르노 사이클
  4. 브레이튼 사이클
(정답률: 64%)
  • 카르노 사이클은 동일한 최고 및 최저 온도 사이에서 작동하는 모든 열기관 사이클 중 이론적으로 가장 높은 열효율을 가집니다.
    오토 사이클: 내연기관의 이상적인 사이클로, 카르노 사이클보다 효율이 낮습니다.
    디젤 사이클: 내연기관의 이상적인 사이클로, 카르노 사이클보다 효율이 낮습니다.
    브레이튼 사이클: 가스터빈의 이상적인 사이클로, 카르노 사이클보다 효율이 낮습니다.
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38. 400K로 유지되는 항온조 내의 기체에 100kJ의 열이 공급되었다. 이 때 기체의 엔트로피 변화량이 0.3kJ/K 이라면 생성엔트로피의 값은 몇 kJ/K 인가?

  1. 0.01
  2. 0.03
  3. 0.05
  4. 0.30
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 엔트로피 변화량, 열전달 엔트로피, 생성 엔트로피 간의 관계를 이용하여 생성 엔트로피를 구합니다.
    $$Δ S_{system} = \frac{Q}{T_{boundary}} + S_{gen}$$

    $$0.3 = \frac{100}{400} + S_{gen}$$

    $$0.3 = 0.25 + S_{gen}$$

    $$S_{gen} = 0.05$$
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39. 비열이 일정하고 비열비가 k인 이상기체의 등엔트로피 과정에서 성립하지 않는 것은? (단, T, P, v는 각각 덜대온도, 압력, 비체적이다.

  1. Pvk=일정
  2. Tvk-1=일정
(정답률: 56%)
  • 이상기체의 등엔트로피 과정에서는 Pv^k=일정, Tv^(k-1)=일정, T P^((1-k)/k)=일정 관계가 성립하며, PT^(k/(k-1))=일정은 성립하지 않습니다.
    Pv^k=일정: 등엔트로피 과정의 기본 관계식입니다.
    Tv^(k-1)=일정: 등엔트로피 과정의 기본 관계식입니다.
    T P^((1-k)/k) = 일정: 등엔트로피 과정의 기본 관계식입니다.
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40. 다음 중 물의 임계압력에 가장 가까운 값은?

  1. 1.03kPa
  2. 100kPa
  3. 22MPa
  4. 63MPa
(정답률: 63%)
  • 물의 임계압력은 액체와 기체의 구분이 사라지는 특정 압력으로, 약 22.06 MPa입니다.
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3과목: 계측방법

41. 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어동작은?

  1. 다위치동작
  2. 적분동작
  3. 비례동작
  4. 온ㆍ오프동작
(정답률: 74%)
  • 온ㆍ오프동작은 편차의 부호에 따라 조작신호가 최대 또는 최소로 급변하는 제어동작입니다.
    다위치동작: 조작량이 여러 단계로 변화하므로 오답.
    적분동작: 편차의 누적값에 비례하여 조작량을 변화시키므로 오답.
    비례동작: 편차의 크기에 비례하여 조작량을 변화시키므로 오답.
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42. 다음 중 광고온계의 측정원리는?

  1. 열에 의한 금속팽창을 이용하여 측정
  2. 이종(異種)금속 접합점의 온도차에 따른 열기전력을 측정
  3. 피측정물의 전파장의 복사 에너지를 열전대로 측정
  4. 피측정물의 휘도와 전구의 휘도를 비교하여 측정
(정답률: 73%)
  • 광고온계는 피측정물의 휘도와 표준 전구의 휘도를 비교하여 온도를 측정합니다.
    열에 의한 금속팽창을 이용하여 측정: 바이메탈 온도계, 액체 팽창 온도계 등은 금속 팽창을 이용하므로 오답.
    이종(異種)금속 접합점의 온도차에 따른 열기전력을 측정: 열전대 온도계의 원리이므로 오답.
    피측정물의 전파장의 복사 에너지를 열전대로 측정: 복사 고온계의 원리이므로 오답.
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43. 30℃를 랭킨온도로 나타내면 몇 R인가?

  1. 456
  2. 460
  3. 546
  4. 640
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 섭씨 온도를 랭킨 온도로 변환하는 공식을 사용합니다.
    $$R = (C + 273.15) × 1.8$$

    $$R = (30 + 273.15) × 1.8 = 303.15 × 1.8$$

    $$R = 545.67 \approx 546$$
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44. 차압식 유량계에서 압력차가 처음보다 2배 커지고, 관의 직경이 1/2로 되었다면, 나중 유량(Q2)과 처음 유량(Q1)의 관계로 가장 옳은 것은? (단, 나머지 조건은 모두 동일하다.)

  1. Q2=0.3535Q1
  2. Q2=1/4Q1
  3. Q2=1.4142Q1
  4. Q2=0.707Q1
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 차압식 유량계의 유량 공식을 적용하여 나중 유량과 처음 유량의 관계를 구합니다.
    $$Q \propto D^2 \sqrt{Δ P}$$

    $$Q_2 = (\frac{1}{2}D_1)^2 \sqrt{2Δ P_1} = \frac{1}{4}D_1^2 \sqrt{2} \sqrt{Δ P_1}$$

    $$Q_2 = \frac{\sqrt{2}}{4} Q_1 = 0.35355 Q_1$$
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45. 다음 측정방법 중 화학적 가스분석 방법은?

  1. 열전도율법
  2. 도전율법
  3. 적외선흡수법
  4. 연소열법
(정답률: 68%)
  • 화학적 가스분석 방법은 시료 가스와 시약의 화학 반응을 이용하여 성분을 분석하는 방법입니다.
    연소열법은 가스를 연소시켜 발생하는 열량을 측정하여 가스 성분을 분석하므로 화학적 방법입니다.
    열전도율법: 가스의 물리적 특성인 열전도율을 이용하므로 오답.
    도전율법: 가스의 물리적 특성인 전기 전도도를 이용하므로 오답.
    적외선흡수법: 가스의 물리적 특성인 적외선 흡수 스펙트럼을 이용하므로 오답.
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46. 다음 중 그림과 같은 조작향 변화는?

  1. PI동작
  2. 2위치동작
  3. PID동작
  4. PD동작
(정답률: 61%)
  • 제시된 그래프는 조작량이 초기 급격한 변화(미분 동작)를 보인 후, 일정 수준으로 감소하고 다시 서서히 증가(적분 동작)하여 최종 목표값에 도달하는 형태로, 이는 PID 동작의 특징입니다.
    PI동작: 초기 급격한 변화(미분 동작)가 나타나지 않습니다.
    2위치동작: 조작량이 켜짐/꺼짐 두 가지 상태로만 나타나므로 오답.
    PD동작: 잔류 편차를 제거하는 적분 동작이 없어 조작량이 시간에 따라 계속 증가하지 않습니다.
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47. 다음 그림과 같은 경사관식 압력계에서 P2 는 50kg/m2일 때 측정압력 P1은 약 몇 kg/m2인가? (단, 액체의 비중은 1이다.)

  1. 130
  2. 180
  3. 320
  4. 530
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 경사관식 압력계의 압력차를 계산하는 문제입니다.
    경사관의 액주 높이 차이를 이용하여 압력 P1을 구합니다.
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48. 차압식 유량계의 압력손실의 크기를 바르게 나열한 것은?

  1. 오리피스＜벤투리＜플로노즐
  2. 벤투리＜플로노즐＜오리피스
  3. 플로노즐＜벤투리＜오리피스
  4. 벤투리＜오리피스＜플로노즐
(정답률: 56%)
  • 차압식 유량계의 압력손실은 유량계의 구조적 특성에 따라 달라지며, 벤투리 유량계가 가장 적고 오리피스 유량계가 가장 큽니다.
    플로노즐은 그 중간입니다.
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49. 연소가스의 통풍계로 주로 사용되는 압력계는?

  1. 다이어프램식 압력계
  2. 벨로우즈 압력계
  3. 링벨런스식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 50%)
  • 다이어프램식 압력계는 미세한 압력 변화를 측정하는 데 적합하여 연소가스 통풍계와 같은 저압 측정에 주로 사용됩니다.
    벨로우즈 압력계: 비교적 높은 압력 측정에 사용되므로 오답.
    링벨런스식 압력계: 주로 차압 측정에 사용되므로 오답.
    분동식 압력계: 압력계의 교정 및 고압 측정에 사용되므로 오답.
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50. 1kgf/cm2의 압력을 수주(mmH2O)로 옳게 표시한 것은?

  1. 103
  2. 10-3
  3. 104
  4. 10-4
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 압력 단위를 kgf/cm2에서 mmH2O로 변환하는 문제입니다.
    $$1 \text{ kgf/cm}^2 = X \text{ mmH}_2\text{O}$$

    $$1 \text{ kgf/cm}^2 = 10000 \text{ kgf/m}^2 = 10 \text{ mH}_2\text{O} = 10 × 1000 \text{ mmH}_2\text{O}$$

    $$1 \text{ kgf/cm}^2 = 10000 \text{ mmH}_2\text{O} = 10^4 \text{ mmH}_2\text{O}$$
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51. 개방형 마노미터로 측정한 공기의 압력은 150mmH2O이었다. 이 공기의 절대압력은 약 얼마인가?

  1. 150kg/m2
  2. 150kg/cm2
  3. 151.033kg/cm2
  4. 10480kg/m2
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 개방형 마노미터로 측정한 게이지 압력을 절대압력으로 변환하는 문제입니다.
    대기압을 고려하여 계산합니다.
    $$P_{abs} = P_{gauge} + P_{atm}$$

    $$P_{abs} = 150 \text{ kg/m}^2 + 10332 \text{ kg/m}^2$$

    $$P_{abs} = 10482 \text{ kg/m}^2 \approx 10480 \text{ kg/m}^2$$
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52. 복사온도계에서 전복사에너지는 절대온도의 몇 승에 비례하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 74%)
  • 슈테판-볼츠만 법칙에 따라 흑체가 방출하는 총 복사 에너지는 절대온도의 4승에 비례합니다.
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53. 진공에 대한 폐관식 압력계로서 측정하려고 하는 기체를 압축하여 수은주로 읽게 하여 그 체적변화로부터의 원래의 압력을 측정하는 형식의 진공계는?

  1. 눗슨(Knudsen)식
  2. 피라니(Pirani)식
  3. 맥로우드(Mcleod)식
  4. 벨로우즈(Bellows)식
(정답률: 55%)
  • 맥로우드식은 기체를 압축하여 부피 변화를 통해 압력을 측정하는 폐관식 진공계입니다.
    눗슨(Knudsen)식: 분자 운동론에 기반한 진공계로 오답.
    피라니(Pirani)식: 열전도율 변화를 이용하는 진공계로 오답.
    벨로우즈(Bellows)식: 압력에 의해 벨로우즈가 변형되는 것을 이용하는 압력계로 오답.
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54. 지름 400mm인 관속을 5kg/s로 공기가 흐르고 있다. 관속의 압력은 200kPa, 온도는 23℃, 공기의 기체상수 R이 287J/kgㆍK 라 할 때 공기의 평균 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 2.4
  2. 7.7
  3. 16.9
  4. 24.1
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식과 질량유량 관계를 이용하여 공기의 평균 속도를 구합니다.
    $$\dot{m} = \rho A v \\ P = \rho R T \\ v = \frac{\dot{m} R T}{P A} = \frac{4 \dot{m} R T}{P π D^2}$$

    $$v = \frac{4 × 5 \text{ kg/s} × 287 \text{ J/kg·K} × (23+273.15) \text{ K}}{200 × 10^3 \text{ Pa} × π × (0.4 \text{ m})^2}$$

    $$v = 16.9 \text{ m/s}$$
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55. 열전대 온도계의 보호관으로 석영관을 사용하였을 때의 특징으로 틀린 것은?

  1. 급냉, 급열에 잘 견딘다.
  2. 기계적 충격에 약하다.
  3. 산성에 대하여 약하다.
  4. 알칼리에 대하여 약하다.
(정답률: 57%)
  • 석영관은 산성에 매우 강한 특성을 가집니다.
    따라서 '산성에 대하여 약하다'는 석영관의 특징으로 틀린 설명입니다.
    급냉, 급열에 잘 견딘다: 석영은 열팽창계수가 매우 작아 열충격에 강하므로 옳은 특징.
    기계적 충격에 약하다: 석영은 유리와 같이 깨지기 쉬워 기계적 충격에 약하므로 옳은 특징.
    알칼리에 대하여 약하다: 석영은 알칼리성 용액에 침식되므로 옳은 특징.
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56. 폐(閉)루프를 형성하여 출력측의 신호를 압력측에 되돌리는 제어를 의미하는 것은?

  1. 시퀜스
  2. 뱅뱅
  3. 피드백
  4. 리셋
(정답률: 72%)
  • 피드백 제어는 출력 신호를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식입니다.
    시퀜스: 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 순차적으로 진행하는 제어로 오답.
    뱅뱅: 온-오프 제어라고도 하며, 제어량이 설정값을 기준으로 켜지거나 꺼지는 단순한 제어 방식으로 오답.
    리셋: 제어 시스템의 초기 상태로 되돌리는 기능으로 오답.
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57. U자관 압력계에 사용되는 액주의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 열팽창계수가 작을 것
  2. 점도가 클 것
  3. 모세관현상이 적을 것
  4. 화학적으로 안정될 것
(정답률: 69%)
  • U자관 압력계 액주는 측정 정확도와 사용 편의성을 위해 점도가 작아야 합니다.
    점도가 크면 유체의 흐름이 느려 응답성이 떨어지고, 모세관 현상이 심해져 측정 오차가 발생할 수 있습니다.
    열팽창계수가 작을 것: 온도 변화에 따른 부피 변화가 적어야 정확한 측정이 가능하므로 옳은 조건.
    모세관현상이 적을 것: 모세관현상이 적어야 측정 오차가 줄어들므로 옳은 조건.
    화학적으로 안정될 것: 다른 물질과 반응하지 않고 오래 사용할 수 있어야 하므로 옳은 조건.
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58. 다음 중 열전도율이 가장 적은 것은? (단. 0℃ 기준이다.)

  1. H2
  2. SO3
  3. 공기
  4. O2
(정답률: 36%)
  • 열전도율은 분자량이 작고 가벼울수록 크며, 분자량이 클수록 작아집니다.
    SO3는 제시된 기체 중 분자량이 가장 커서 열전도율이 가장 적습니다.
    H2: 분자량이 가장 작아 열전도율이 매우 높아 오답.
    공기: 질소와 산소의 혼합물로 SO3보다 분자량이 작아 열전도율이 높아 오답.
    O2: H2보다 분자량이 크지만 SO3보다 작아 열전도율이 높아 오답.
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59. 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는데 가장 적합한 유량계는?

  1. 면적식 유량계
  2. 열선식 유량계
  3. 차압식 유량계
  4. 용적식 유량계
(정답률: 58%)
  • 열선식 유량계는 공기나 가스 등 저밀도 유체의 미세 유량 측정에 적합하며, 특히 보일러 공기예열기의 공기 유량 측정에 많이 사용됩니다.
    면적식 유량계: 주로 액체 유량 측정에 사용되며, 공기 유량 측정에는 정밀도가 떨어집니다.
    차압식 유량계: 압력 손실이 크고, 저유량 측정에 불리할 수 있습니다.
    용적식 유량계: 주로 액체나 고점도 유체에 사용되며, 공기 유량 측정에는 부적합합니다.
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60. 다음 보기의 특징을 가지는 제어동작은?

  1. PID 동작
  2. ON-OFF 동작
  3. PI 동작
  4. P 동작
(정답률: 48%)
  • PI 동작은 P 동작의 잔류편차를 제거하고 I 동작의 느린 응답을 보완하여 부하 변화에도 잔류편차가 남지 않게 합니다.
    PID 동작: 미분(D) 동작이 추가되어 급변 시 진동을 줄이고 응답 속도를 향상시키지만, 제시된 특징 중 '급변할 때 큰 진동이 생긴다'는 PI 동작에 더 가깝습니다.
    ON-OFF 동작: 잔류편차가 크고 사이클링이 심하며 정밀 제어가 어렵습니다.
    P 동작: 잔류편차가 발생하며, 이를 제거하지 못합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 진주암, 흑석 등을 소성, 팽창시켜 다공질로 하여 접착제와 석면 등과 같은 무기질섬유를 배합하여 성형한 것은?

  1. 유리면
  2. 펄라이트
  3. 석고
  4. 규산칼슘
(정답률: 65%)
  • 펄라이트는 진주암 등을 고온에서 소성, 팽창시켜 다공질로 만든 경량 골재 또는 단열재입니다.
    유리면: 유리를 녹여 섬유화한 것으로, 진주암 소성과는 관련이 없습니다.
    석고: 황산칼슘을 주성분으로 하는 건축 재료입니다.
    규산칼슘: 규산과 칼슘의 화합물로, 단열재 등으로 사용되지만 진주암 소성과는 다릅니다.
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62. 제강 평로에서 채용되고 있는 배열회수 방법으로서 배기가스의 현열을 흡수하여 공기나 연료가스 예열에 이용될 수 있도록 한 장치는?

  1. 축열기
  2. 환열기
  3. 폐열 보일러
  4. 판형 열교환기
(정답률: 70%)
  • 축열기는 고온 배기가스의 현열을 축열재에 저장했다가 공기나 연료가스를 예열하는 데 사용하는 장치입니다.
    환열기: 고온 유체와 저온 유체가 직접 접촉하지 않고 전열벽을 통해 열을 교환하는 장치로, 축열기와는 작동 방식이 다릅니다.
    폐열 보일러: 배기가스의 폐열을 이용하여 증기를 생산하는 장치입니다.
    판형 열교환기: 주로 액체-액체 또는 기체-액체 간의 열교환에 사용되며, 제강 평로의 고온 배기가스 예열에는 적합하지 않습니다.
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63. 도염식 가마(Down draft kiln)에서 불꽃의 진행방향으로 옳은 것은?

  1. 불꽃이 올라가서 가마천정에 부딪혀 가마바닥의 흡입공으로 빠진다.
  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 가마(Down draft kiln)는 불꽃이 위로 올라가 천장에 부딪힌 후 아래로 내려와 가마 바닥의 흡입공으로 빠져나가는 구조이다.
    불꽃이 처음부터 가마바닥과 나란하게 흘러 굴뚝으로 나간다: 이는 횡염식 가마의 특징이다.
    불꽃이 연소실에서 위로 올라가 천정에 닿아서 수평으로 흐른다: 수평으로만 흐르는 것은 도염식의 완전한 설명이 아니다.
    불꽃의 방향이 일정하지 않으나 대개 가마밑에서 위로 흘러나간다: 이는 상염식 가마의 특징이다.
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64. 다음 중 규산칼슘 보온재의 최고 사용온도는?

  1. 300℃
  2. 400℃
  3. 500℃
  4. 650℃
(정답률: 58%)
  • 규산칼슘 보온재의 일반적인 최고 사용온도는 650℃이다.
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65. 알루미늄 박 보온재는 어떤 특성을 이용한 것일까?

  1. 복사열의 통과특성
  2. 복사열의 대류특성
  3. 복사열에 대한 반사특성
  4. 복사열에 대한 흡수특성
(정답률: 65%)
  • 알루미늄 박 보온재는 복사열을 반사하여 열 전달을 막는 특성을 이용한다.
    복사열의 통과특성: 복사열을 통과시키는 것은 보온재의 목적과 반대된다.
    복사열의 대류특성: 대류는 유체의 이동에 의한 열 전달 방식이며, 알루미늄 박은 복사열 반사가 주된 특성이다.
    복사열에 대한 흡수특성: 복사열을 흡수하면 온도가 상승하여 보온 효과가 떨어진다.
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66. 동합금, 경합금 등의 비철금속 용해로로 사용되고 있으며 separate형, oven형 등으로 구분되는 것은?

  1. 반사로
  2. 도가니로
  3. 고리가마
  4. 회전가마
(정답률: 44%)
  • 도가니로는 동합금, 경합금 등 비철금속 용해에 주로 사용되며, separate형, oven형 등으로 구분된다.
    반사로: 연료 연소열이 직접 재료에 닿지 않고 천장이나 벽에 반사되어 재료를 가열하는 로이다.
    고리가마: 주로 벽돌, 타일 등 요업 제품 생산에 사용되는 연속식 가마이다.
    회전가마: 시멘트, 석회 등 분말 또는 덩어리 형태의 재료를 연속적으로 가열하는 로이다.
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67. 열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 입도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?

  1. 머플로
  2. 소성로
  3. 풀림로
  4. 소결로
(정답률: 73%)
  • 풀림로는 재료를 변태점 이상으로 가열 후 서서히 냉각하여 조직을 연화하고 내부 응력을 제거하는 열처리로이다.
    머플로: 간접 가열 방식의 로로, 주로 소형 부품의 열처리에 사용된다.
    소성로: 점토나 세라믹 등을 고온으로 가열하여 굳히는 로이다.
    소결로: 분말 재료를 녹는점 이하의 온도로 가열하여 고체로 만드는 로이다.
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68. 에너지공급자가 제출하여야 할 수요관리 투자계획에 포함되어야 할 사항이 아닌 것은? (단, 그 밖에 수요관리의 촉진을 위하여 필요하다고 인정하는 사항은 제외한다.)

  1. 장ㆍ단기 에너지 수요전망
  2. 수요관리의 목표 및 그 달성방법
  3. 에너지 연구 개발내용
  4. 에너지 절약 잠재량의 추정내용
(정답률: 70%)
  • 에너지공급자의 수요관리 투자계획에는 에너지 연구 개발내용이 직접적으로 포함되지 않습니다.
    장ㆍ단기 에너지 수요전망: 포함되어야 할 사항입니다.
    수요관리의 목표 및 그 달성방법: 포함되어야 할 사항입니다.
    에너지 절약 잠재량의 추정내용: 포함되어야 할 사항입니다.
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69. 다음 중 주원료의 종류에 따라 내화물을 분류한 것은?

  1. 부정형내화물
  2. 소성내화물
  3. 규석내화물
  4. 산성내화물
(정답률: 55%)
  • 내화물은 주원료에 따라 규석내화물, 점토내화물, 마그네시아내화물 등으로 분류됩니다.
    부정형내화물: 제조방법에 따른 분류이므로 오답.
    소성내화물: 제조방법에 따른 분류이므로 오답.
    산성내화물: 화학적 성질에 따른 분류이므로 오답.
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70. 배관용 강관의 기호로서 틀린 것은?

  1. SPP : 일반배관용 탄소강관
  2. SPPS : 압력 배관용 탄소강관
  3. SPHT : 고온배관용 탄소강관
  4. STS : 저온배관용 탄소강관
(정답률: 72%)
  • STS는 스테인리스 강관을 나타내는 기호이며, 저온배관용 탄소강관은 SPPL 또는 STPL 등으로 표기됩니다.
    SPP : 일반배관용 탄소강관: 맞는 설명입니다.
    SPPS : 압력 배관용 탄소강관: 맞는 설명입니다.
    SPHT : 고온배관용 탄소강관: 맞는 설명입니다.
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71. 에너지이용합리화법의 제정 목적으로 틀린 것은?

  1. 에너지 소비로 인한 환경 피해를 줄이기 위하여
  2. 에너지를 개발하고 촉진하기 위하여
  3. 에너지의 수급안정을 가하기 위하여
  4. 에너지의 합리적이고 효율적인 이용을 위하여
(정답률: 70%)
  • 에너지이용합리화법은 에너지의 합리적 이용과 효율 증진을 목적으로 합니다.
    에너지 개발 및 촉진은 다른 법률의 목적입니다.
    에너지 소비로 인한 환경 피해를 줄이기 위하여: 에너지이용합리화법의 목적 중 하나입니다.
    에너지의 수급안정을 가하기 위하여: 에너지이용합리화법의 목적 중 하나입니다.
    에너지의 합리적이고 효율적인 이용을 위하여: 에너지이용합리화법의 핵심 목적입니다.
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72. 에너지이용합리화법에 의한 에너지관리자의 기본교육과정 교육기간으로 옳은 것은?

  1. 4시간
  2. 1일
  3. 5일
  4. 7일
(정답률: 70%)
  • 에너지이용합리화법 시행규칙 제31조에 따라 에너지관리자의 기본교육과정 교육기간은 1일입니다.
    4시간: 기본교육과정 교육기간으로 오답.
    1일: 에너지관리자 기본교육과정의 교육기간으로 정답.
    5일: 기본교육과정 교육기간으로 오답.
    7일: 기본교육과정 교육기간으로 오답.
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73. 단열재, 보온재 및 보냉재는 무엇을 기준으로 분류하는가?

  1. 열전도율
  2. 내화도
  3. 안전 사용온도
  4. 내압강도
(정답률: 72%)
  • 단열재, 보온재 및 보냉재는 각각의 재료가 안전하게 사용할 수 있는 온도 범위, 즉 안전 사용온도를 기준으로 분류합니다.
    열전도율: 단열 성능을 나타내는 지표이나 분류 기준은 아닙니다.
    내화도: 내화 재료의 특성이며, 단열재 분류 기준은 아닙니다.
    안전 사용온도: 단열재, 보온재, 보냉재를 분류하는 주요 기준입니다.
    내압강도: 압력에 견디는 강도로, 단열재 분류 기준은 아닙니다.
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74. 노재의 하중연화점을 측정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 소정의 온도에서 압축강도를 측정
  2. 하중을 일정하게 하고 온도를 높이면서 그 하중에 견디지 못하고 변형하는 온도를 측정
  3. 하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정
  4. 하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정
(정답률: 65%)
  • 노재의 하중연화점은 일정한 하중을 가한 상태에서 온도를 상승시켰을 때 재료가 변형되기 시작하는 온도를 측정하는 방법입니다.
    소정의 온도에서 압축강도를 측정: 압축강도 측정 방법으로 오답.
    하중을 일정하게 하고 온도를 높이면서 그 하중에 견디지 못하고 변형하는 온도를 측정: 하중연화점 측정 방법으로 정답.
    하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정: 하중연화점 측정 방법으로 오답.
    하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정: 크리프(Creep) 측정 방법으로 오답.
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75. 에너지절약전문기업 등록의 취소요건이 아닌 것은?

  1. 규정에 의한 등록기준에 미달하게 된 때
  2. 보고를 하지 아니하거나 허위보고를 한 때
  3. 정당한 사유 없이 등록 후 3년 이상 계속하여 사업수행실적이 없는 때
  4. 사업수행과 관련하여 다수의 민원을 일으킨 때
(정답률: 76%)
  • 에너지이용합리화법 제25조 및 동법 시행규칙 제24조에 따른 에너지절약전문기업 등록 취소 사유를 묻는 문제입니다.
    규정에 의한 등록기준에 미달하게 된 때: 등록 취소 사유에 해당합니다.
    보고를 하지 아니하거나 허위보고를 한 때: 등록 취소 사유에 해당합니다.
    정당한 사유 없이 등록 후 3년 이상 계속하여 사업수행실적이 없는 때: 등록 취소 사유에 해당합니다.
    사업수행과 관련하여 다수의 민원을 일으킨 때: 등록 취소 사유에 해당하지 않습니다.
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76. 다음 중 검사대상기기에 해당되지 않는 것은?

  1. 시간당 가스사용량이 18kg인 소형온수보일러
  2. 최고사용압력이 0.2MPa, 전열면적이 6.4m2인 주철제 보일러
  3. 최고사용압력이 1MPa, 전열면적이 9.8m2인 관류보일러
  4. 정격용량이 0.36MW인 철금속가열로
(정답률: 52%)
  • 에너지이용합리화법 시행규칙 별표 3에 따라 검사대상기기에서 제외되는 기기를 묻는 문제입니다.
    시간당 가스사용량이 18kg인 소형온수보일러: 시간당 가스사용량이 10kg 이상인 소형온수보일러는 검사대상기기입니다.
    최고사용압력이 0.2MPa, 전열면적이 6.4m2인 주철제 보일러: 최고사용압력이 0.1MPa 이상 또는 전열면적이 5m2 이상인 주철제 보일러는 검사대상기기입니다.
    최고사용압력이 1MPa, 전열면적이 9.8m2인 관류보일러: 최고사용압력이 0.1MPa 이상 또는 전열면적이 5m2 이상인 관류보일러는 검사대상기기입니다.
    정격용량이 0.36MW인 철금속가열로: 철금속가열로는 검사대상기기에서 제외됩니다.
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77. 다음 중 전로법에 의한 제강 작업시의 열원은?

  1. 가스의 연소열
  2. 코크스의 연소열
  3. 석회석의 반응열
  4. 용선내의 불순원소의 산화열
(정답률: 65%)
  • 전로법 제강은 용선(선철)에 산소를 불어넣어 용선 내의 탄소, 규소, 망간, 인 등의 불순원소를 산화시키면서 발생하는 산화열을 주된 열원으로 이용한다.
    가스의 연소열: 전로법의 주된 열원이 아니므로 오답.
    코크스의 연소열: 주로 고로에서 선철을 만들 때 사용되는 열원이므로 오답.
    석회석의 반응열: 슬래그 형성제로 사용되지만 주된 열원은 아니므로 오답.
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78. 소형온수보일러는 전열면적 얼마 이하를 열사용기자재로 구분하는가?

  1. 5m2
  2. 9m2
  3. 14m2
  4. 20m2
(정답률: 52%)
  • 열사용기자재관리규칙에 따르면, 소형온수보일러는 전열면적 14m2 이하인 것을 말한다.
    5m2: 규정된 전열면적 기준과 다르므로 오답.
    9m2: 규정된 전열면적 기준과 다르므로 오답.
    20m2: 규정된 전열면적 기준과 다르므로 오답.
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79. 열사용기자재관리규칙에 의한 검사대상기기에 대한 검사의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 구조검사
  2. 계속사용검사
  3. 용접검사
  4. 이동검사
(정답률: 62%)
  • 열사용기자재관리규칙에 의한 검사 종류에는 구조검사, 설치검사, 성능검사, 계속사용검사, 개조검사, 재설치검사 등이 있으며, 이동검사는 해당되지 않는다.
    구조검사: 열사용기자재관리규칙에 명시된 검사 종류이므로 옳다.
    계속사용검사: 열사용기자재관리규칙에 명시된 검사 종류이므로 옳다.
    용접검사: 열사용기자재의 안전성 확보를 위해 구조검사 또는 개조검사 시 중요하게 다루어지는 검사 항목이므로, 검사의 한 종류로 볼 수 있다.
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80. 길이 7m, 외경 200mm, 내경 190mm의 탄소강관에 360℃ 과열증기를 통과시키면 이 때 늘어나는 관의 길이는 몇 mm인가? (단, 주위온도는 20℃이고, 관의 선팽창계수는 0.000013이다.)

  1. 21.15
  2. 25.71
  3. 30.94
  4. 36.48
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 선팽창 공식을 적용하여 늘어나는 관의 길이를 구합니다.
    $$Δ L = L_0 · α · Δ T$$

    $$Δ L = 7000 · 0.000013 · (360 - 20)$$

    $$Δ L = 30.94$$
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5과목: 열설비설계

81. 해수마그네시아 침전반응을 옳게 표현한 화학반응식은?

  1. CaCO3+MaCO3→CaMg(CO3)2
  2. CaMg(CO3)2+MgCO3→2MgCO3+CaCO3
  3. MgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2+CaCO3
  4. 3MgOㆍ2SiO2ㆍ2H2O+3CO3→3MgCO3+2SiO2+2H2O
(정답률: 63%)
  • 해수마그네시아 침전반응은 해수 중의 마그네슘 이온을 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 형태로 침전시켜 분리하는 과정으로, 탄산마그네슘과 수산화칼슘의 반응으로 수산화마그네슘과 탄산칼슘이 생성됩니다.
    CaCO3+MaCO3→CaMg(CO3)2: 해수마그네시아 침전반응을 나타내는 올바른 화학식이 아닙니다.
    CaMg(CO3)2+MgCO3→2MgCO3+CaCO3: 해수마그네시아 침전반응을 나타내는 올바른 화학식이 아닙니다.
    3MgOㆍ2SiO2ㆍ2H2O+3CO3→3MgCO3+2SiO2+2H2O: 해수마그네시아 침전반응을 나타내는 올바른 화학식이 아닙니다.
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82. 열교환기의 대수평균온도차(LMTD)를 옳게 나타낸 것은? (단, △1은 고온유체의 입구측에서의 유체 온도차, △2는 고온유체의 출구측에서의 유체 온도차이다.)

(정답률: 66%)

  • 이 문제는 열교환기의 대수평균온도차(LMTD) 공식을 묻는 문제입니다.

    LMTD는 열교환기 내에서 유체 간의 평균 온도차를 나타내며, 다음과 같이 정의됩니다.

    LMTD=△1−△2ln⁡(△1/△2)


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83. 보일러의 안전사고의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 노통, 수관, 열관 등의 파열 및 균열
  2. 보일러의 스케일 부착
  3. 동체, 노통, 화실의 압궤(collpse) 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출(bulge)
  4. 연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 80%)
  • 보일러 스케일 부착은 보일러의 성능 저하 및 효율 감소의 원인이 되지만, 그 자체로 직접적인 안전사고의 종류로 분류되지는 않습니다.
    노통, 수관, 열관 등의 파열 및 균열: 압력 부품의 손상으로 인한 심각한 안전사고입니다.
    동체, 노통, 화실의 압궤(collpse) 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출(bulge): 압력에 의한 변형으로 인한 중대한 안전사고입니다.
    연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소: 연소 과정의 문제로 인한 폭발 및 화재 위험이 있는 안전사고입니다.
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84. 전열게수가 비교적 낮으므로 열교환만을 목적으로 한 용도에는 부적당하나 구조가 간단하고 제작이 쉬워서 내부 유체의 보온을 목적으로 하는 경우에 적합한 열교환기는?

  1. 단관식 열교환기
  2. 이중관식 열교환기
  3. 플레이트식 열교환기
  4. 재킷식 열교환기
(정답률: 41%)
  • 재킷식 열교환기는 전열계수가 낮아 열교환 효율은 떨어지지만, 구조가 간단하고 제작이 쉬워 주로 내부 유체의 보온이나 가열/냉각 유지 목적으로 사용됩니다.
    단관식 열교환기: 일반적으로 효율이 높고 다양한 용도로 사용됩니다.
    이중관식 열교환기: 소규모 열교환에 적합하며, 비교적 효율이 좋습니다.
    플레이트식 열교환기: 전열면적이 넓어 전열효율이 매우 높습니다.
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85. 보일러 수(水)의 분술의 목적이 아닌 것은?

  1. 물의 순환을 촉진한다.
  2. 가성취화를 방지한다.
  3. 프라이밍 및 포밍을 촉진한다.
  4. 관수의 pH를 조절한다.
(정답률: 70%)
  • 보일러 분출은 보일러 수의 농축된 불순물을 제거하여 프라이밍 및 포밍을 방지하는 것이 목적이므로, 촉진한다는 설명은 틀렸습니다.
    물의 순환을 촉진한다: 분출은 보일러 내 물의 순환을 간접적으로 돕는 효과가 있습니다.
    가성취화를 방지한다: 분출의 목적 중 하나로, 농축된 알칼리 성분을 제거하여 가성취화를 방지합니다.
    관수의 pH를 조절한다: 분출을 통해 농축된 불순물을 제거함으로써 관수의 pH를 적정 범위로 유지하는 데 기여합니다.
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86. 육용 강재 보일러의 구조에 있어서 동체의 최소 두께 기준으로 틀린 것은?

  1. 안지름이 900mm 이하의 것은 6mm(단, 스테이를 부착하는 경우)
  2. 안지름이 900mm 초과 1350mm 이하의 것은 8mm
  3. 안지름이 1350mm 초과 1850mm 이하의 것은 10mm
  4. 안지름이 1850mm 초과하는 것은 12mm
(정답률: 76%)
  • 육용 강재 보일러 동체의 최소 두께 기준은 안지름 900mm 이하의 경우 8mm입니다.
    안지름이 900mm 초과 1350mm 이하의 것은 8mm: 올바른 기준이므로 오답이 아닙니다.
    안지름이 1350mm 초과 1850mm 이하의 것은 10mm: 올바른 기준이므로 오답이 아닙니다.
    안지름이 1850mm 초과하는 것은 12mm: 올바른 기준이므로 오답이 아닙니다.
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87. 과열기(super heater)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 포화증기를 과열증기로 만드는 장치이다.
  2. 포화증기의 온도를 높이는 장치이다.
  3. 고온부식이 발생하지 않는다.
  4. 연소가스의 저항으로 압력손실이 크다.
(정답률: 60%)
  • 과열기는 고온의 증기를 다루므로 고온부식(예: 고온 산화, 황화 부식)이 발생할 수 있습니다.
    포화증기를 과열증기로 만드는 장치이다: 과열기의 주된 기능이므로 오답이 아닙니다.
    포화증기의 온도를 높이는 장치이다: 과열증기는 포화증기보다 온도가 높으므로 오답이 아닙니다.
    연소가스의 저항으로 압력손실이 크다: 과열기 튜브를 통과하는 연소가스와 증기 흐름으로 인해 압력 손실이 발생하므로 오답이 아닙니다.
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88. 운동량의 퍼짐도와 열적퍼짐도의 비를 근사적으로 표현하는 무차원수는?

  1. Nusselt(Nu) 수
  2. Prandtl(Pr) 수
  3. Grashof(Gr) 수
  4. Schmidt(Sc) 수
(정답률: 54%)
  • Prandtl 수는 운동량 확산 계수(점성 확산 계수)와 열 확산 계수의 비를 나타내는 무차원수입니다.
    Nusselt(Nu) 수: 대류 열전달과 전도 열전달의 비를 나타내므로 오답.
    Grashof(Gr) 수: 자연 대류에서 부력과 점성력의 비를 나타내므로 오답.
    Schmidt(Sc) 수: 운동량 확산 계수와 물질 확산 계수의 비를 나타내므로 오답.
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89. 다으 ㅁ중 증기트랩장치에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 증기관의 도중에 설치하여 압력의 급상승 또는 급히 물이 들어가는 경우 다른 곳으로 빼내는 장치이다.
  2. 증기관의 도중에 설치하여 증기의 일부가 드레인되어 고여 있을 때 응축수를 자동적으로 빼내는 장치이다.
  3. 보일러 등에 설치하여 드레인을 빼내는 장치이다.
  4. 증기관의 도중에 설치하여 증기를 함유한 침전물을 분리시키는 장치이다.
(정답률: 65%)
  • 증기트랩은 증기 배관 내에 발생하는 응축수를 자동으로 배출하여 증기의 효율적인 사용을 돕는 장치입니다.
    증기관의 도중에 설치하여 압력의 급상승 또는 급히 물이 들어가는 경우 다른 곳으로 빼내는 장치이다: 이는 안전밸브나 드레인 밸브의 설명에 가깝습니다.
    보일러 등에 설치하여 드레인을 빼내는 장치이다: 증기트랩은 주로 증기관에 설치되며, 보일러 드레인은 별도의 드레인 밸브를 사용합니다.
    증기관의 도중에 설치하여 증기를 함유한 침전물을 분리시키는 장치이다: 이는 스트레이너(여과기)의 설명에 가깝습니다.
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90. 다음 중 수관식 보일러가 아닌 것은?

  1. 벤슨 보일러
  2. 라몬트 보일러
  3. 코크린 보일러
  4. 슐저 보일러
(정답률: 44%)
  • 수관식 보일러는 물이 관 내부를 흐르며 가열되는 방식이고, 연관식 보일러는 연소가스가 관 내부를 흐르며 물을 가열하는 방식입니다.
    벤슨 보일러: 수관식 보일러이므로 오답.
    라몬트 보일러: 수관식 보일러이므로 오답.
    코크린 보일러: 연관식 보일러입니다.
    슐저 보일러: 수관식 보일러이므로 오답.
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91. 수질(水質)을 나타내는 ppm의 단위는?

  1. 1만분의 1단위
  2. 십만분의 1단위
  3. 백만분의 1단위
  4. 1억분의 1단위
(정답률: 74%)
  • ppm은 'parts per million'의 약자로, 전체 중 백만 개 중 특정 성분이 차지하는 개수를 나타내는 농도 단위입니다.
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92. 보일러의 성능시험 시 측정은 매 몇 분마다 실시하여야 하는가?

  1. 10분
  2. 20분
  3. 30분
  4. 60분
(정답률: 63%)
  • 보일러 성능시험은 정확한 데이터 확보를 위해 규정된 주기로 측정해야 합니다.
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93. 10ton의 인장하중을 받는 양쪽 덮개판 맞대기 리벨이음이 있다. 리벨의 지름이 16mm, 리벳의 허용전단력이 6kg/mm2일 때 최소 몇 개의 리벳이 필요한가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 50%)
  • 리벳의 전단면적과 허용전단력을 이용하여 리벳 1개당 허용 전단력을 구하고, 총 인장하중을 나누어 필요한 리벳 개수를 계산합니다.
    양쪽 덮개판 맞대기 이음은 이중 전단이므로 리벳 1개당 전단면적은 2배가 됩니다.
    $$n = \frac{W}{P_s} = \frac{W}{\frac{π d^2}{2} · \tau_a}$$

    $$n = \frac{10000}{\frac{π · 16^2}{2} · 6}$$

    $$n \approx 4.14 → 5 \text{개}$$
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94. 유속을 일정하게 하고 관의 직경을 2배로 증가시켰을 경우 일반적으로 유량은 어떻게 변하는가?

  1. 2배로 증가
  2. 4배로 증가
  3. 8배로 증가
  4. 16배로 증가
(정답률: 78%)
  • 유량은 단면적과 유속의 곱으로 계산되며, 단면적은 직경의 제곱에 비례합니다.
    유속이 일정할 때 직경이 2배가 되면 단면적은 4배가 되므로 유량도 4배 증가합니다.
    $$Q = A · v = \frac{π D^2}{4} · v$$

    $$Q_{new} = \frac{π (2D)^2}{4} · v = 4 · (\frac{π D^2}{4} · v)$$

    $$Q_{new} = 4 Q_{original}$$
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95. 배관용 탄소강관을 압력용기의 부분에 사용할 때에는 설계 압력이 몇 MPa 이하일 때 가능한가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 58%)
  • 배관용 탄소강관을 압력용기의 부분으로 사용할 경우, 설계 압력은 1 MPa 이하일 때 가능합니다.
    0.5: 1 MPa보다 낮은 값으로, 허용 기준에 미달합니다.
    1.5: 1 MPa보다 높은 값으로, 허용 기준을 초과합니다.
    2: 1 MPa보다 높은 값으로, 허용 기준을 초과합니다.
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96. 전열면에 비등기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등고정을 무엇이라고 하는가?

  1. 단상액체 자연대류
  2. 핵비등(nucleate boiling)
  3. 천이비등(transition boiling)
  4. 막비등(film boiling)
(정답률: 73%)
  • 핵비등은 가열면에서 기포가 발생하여 떨어져 나가면서 열전달이 활발하게 일어나는 비등 현상입니다.
    단상액체 자연대류: 기포 발생 없이 액체 자체의 밀도 차이로 인한 대류 현상입니다.
    천이비등: 핵비등과 막비등 사이의 불안정한 비등 영역으로, 열유속이 감소하는 특징이 있습니다.
    막비등: 가열면 전체가 증기막으로 덮여 열전달이 저해되는 비등 현상입니다.
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97. 용접봉 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 융용금속의 정련작용을 하며 탈산제 역할을 한다.
  2. 융용금속의 급냉을 촉진시킨다.
  3. 융용금속에 필요한 원소를 보충해 준다.
  4. 피복제의 강도를 증가시킨다.
(정답률: 61%)
  • 용접봉 피복제는 아크를 안정화하고 용융금속을 보호하여 급냉을 방지하는 역할을 합니다.
    융용금속의 정련작용을 하며 탈산제 역할을 한다: 피복제는 슬래그를 형성하여 불순물을 제거하고 산소를 탈산시킵니다.
    융용금속에 필요한 원소를 보충해 준다: 피복제는 합금 원소를 첨가하여 용접 금속의 성능을 향상시킵니다.
    피복제의 강도를 증가시킨다: 피복제의 주된 역할은 용접 금속의 품질 향상 및 아크 안정화이며, 피복제 자체의 강도 증가는 주된 역할이 아닙니다.
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98. 연관보일러에서 연관의 최소 피치를 계산하는데 사용하는 식은? (단, P는 연관의 최소 피치(mm), t는 연관판의 두께(mm), d는 관 구멍의 지름(mm)이다.)

(정답률: 54%)
  • 이 문제는 연관보일러에서 연관의 최소 피치를 계산하는 공식을 묻는 문제입니다.
    $$P = \left(1 + \frac{4.5}{t}\right)d$$

    (연관의 최소 피치)
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99. 공식(pitting)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 진행속도가 아주 느리다.
  2. 스테인리스강에서 흔히 발생한다.
  3. 양극반응의 독특한 형태이다.
  4. 공식을 방지하는 가장 좋은 방법은 재료선택을 잘하는 것이다.
(정답률: 61%)
  • 공식(pitting)은 국부적으로 빠르게 진행되는 부식 형태입니다.
    스테인리스강에서 흔히 발생한다: 스테인리스강은 부동태 피막이 파괴될 경우 공식이 발생하기 쉽습니다.
    양극반응의 독특한 형태이다: 공식은 금속 표면의 특정 부위에서 양극 반응이 집중되어 발생하는 국부 부식입니다.
    공식을 방지하는 가장 좋은 방법은 재료선택을 잘하는 것이다: 공식에 강한 재료를 선택하거나 환경 조건을 제어하는 것이 중요합니다.
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100. 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 블리스터
  2. 압궤
  3. 응력부식균열
  4. 라미네이션
(정답률: 78%)
  • 압궤는 보일러 노통이나 화실이 외부 압력에 의해 눌려 찌그러지는 현상입니다.
    블리스터: 보일러 강판 내부에 기포가 생겨 부풀어 오르는 현상입니다.
    응력부식균열: 인장 응력과 부식 환경의 복합 작용으로 발생하는 균열입니다.
    라미네이션: 강판 제조 시 불순물이나 기포로 인해 층상으로 분리되는 현상입니다.
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