에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2010-03-07)

에너지관리기사
(2010-03-07 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 기체 옥탄(C8H18)의 연소엔탈피는 반응물 중의 수증기가 응축되어 물이 되었을 때 25℃에서 -48220kJ/kg이다. 이 상태에서 기체 옥탄의 저위발열량은 약 몇 kJ/kg인가? (단, 25℃에서 물의 증발 엔탈피는 2441.8kJ/kg이다.)

  1. 43250
  2. 44150
  3. 44750
  4. 45778
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 고위발열량과 물의 증발 엔탈피를 이용하여 저위발열량을 계산합니다.
    먼저 옥탄(C8H18)의 완전 연소 반응식을 통해 생성되는 물의 양을 구해야 합니다.
    $$\text{저\text{위발열}량} = \text{고\text{위발열}량} - (\text{생\text{성된 물의} 양} × \text{물\text{의 증발 엔탈}피})$$

    $$= 48220 - \left( \frac{9 × 18}{114} × 2441.8 \right)$$

    $$= 44750$$
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2. 다음 액체 연료 중 비중이 가장 낮은 것은?

  1. 중유
  2. 등유
  3. 경유
  4. 가솔린
(정답률: 82%)
  • 핵심 원리: 액체 연료의 비중은 일반적으로 탄소수가 적고 끓는점이 낮을수록 작아집니다.
    연료의 비중은 중유 > 경유 > 등유 > 가솔린 순입니다.
    중유: 비중이 가장 높으므로 오답.
    등유: 가솔린보다 비중이 높으므로 오답.
    경유: 가솔린보다 비중이 높으므로 오답.
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3. 보일러실에 자연화기가 안될 때 실외로부터 공급하여야 할 연소공기는 벙커C유 1L당 최소한 몇 Nm3이 필요한가? (단, 벙커C유의 이론공기량은 10.24Nm3/kg, 비중은 0.96, 연소장치의 공기비는 1.3으로 한다.)

  1. 11
  2. 13
  3. 15
  4. 17
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 벙커C유 1L당 필요한 실제 연소 공기량을 계산하는 문제입니다.
    연료의 비중과 이론공기량, 공기비를 활용합니다.
    실제 공기량 $$= \text{이론공기량} × \text{비중} × \text{공기비}$$
    실제 공기량 $$= 10.24 \text{ Nm}^3/\text{kg} × 0.96 \text{ kg/L} × 1.3$$
    실제 공기량 $$\approx 13 \text{ Nm}^3/\text{L}$$
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4. 1차, 2차 연소 중 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 연소 하는 것
(정답률: 81%)
  • 2차 연소는 불완전 연소로 발생한 미연가스가 연도 내에서 다시 연소하는 현상을 말합니다.
    공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것: 1차 연소와 2차 연소의 정의와 다릅니다.
    완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 폭발되는 현상: 완전 연소 가스는 더 이상 연소하지 않으며, 폭발 현상과 직접적인 관련이 없습니다.
    점화할 때 착화가 늦었을 경우 재점화에 의해서 연소 하는 것: 재점화는 연소 지연 현상이지 2차 연소의 정의가 아닙니다.
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5. 다음 열정산방식에 대한 설명 중 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 기준온도는 실내온도를 원칙으로 하며, 실내온도가 없는 경우는 25℃를 기준으로 한다.
  2. 시험부하는 원칙적으로 정격부하로 하고 필요에 따라 3/4, 1/2, 1/3 등으로 시행한다.
  3. 시험은 시험용 보일러를 다른 보일러와 무관한 상태에서 시행한다.
  4. 연료의 발열량은 고위발열량으로 한다.
(정답률: 38%)
  • 열정산 방식 시험 시 보일러는 다른 보일러와 연결된 상태에서 실제 운전 조건과 유사하게 시험해야 한다.
    기준온도는 실내온도를 원칙으로 하며, 실내온도가 없는 경우는 25℃를 기준으로 한다.: 열정산의 기준 온도는 일반적으로 실내 온도 또는 25℃로 설정한다.
    시험부하는 원칙적으로 정격부하로 하고 필요에 따라 3/4, 1/2, 1/3 등으로 시행한다.: 보일러의 성능을 다양한 부하 조건에서 평가하기 위해 여러 부하율로 시험한다.
    연료의 발열량은 고위발열량으로 한다.: 열정산 계산 시 연료의 총 발열량을 나타내는 고위발열량을 기준으로 한다.
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6. 통풍력이 수주 35mm일 때의 풍압은 약 몇 kgf/cm2인가?

  1. 0.35
  2. 0.035
  3. 0.0035
  4. 0.00035
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 수주(mmH2O) 압력을 kgf/cm2 단위로 환산하는 문제입니다. 1 mmH2O는 약 0.0001 kgf/cm2에 해당합니다.
    $$P_{kgf/cm^2} = P_{mmH_2O} × \frac{1}{10000}$$

    $$P_{kgf/cm^2} = 35 × \frac{1}{10000}$$

    $$P_{kgf/cm^2} = 0.0035$$
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7. 질량으로 C 84%, H 15.9%의 조성을 가지는 탄화수소연료의 분자량은 114이다. 이 원료 1물의 완전연소에 필요한 공기의 몰수는 약 얼마인가? (단, 원자량은 각각 C는 12, H는 1이다.)

  1. 40
  2. 46
  3. 60
  4. 64
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 주어진 탄화수소 연료의 질량 조성과 분자량을 이용하여 분자식을 결정하고, 완전연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 구한 뒤, 공기 중 산소의 몰분율을 고려하여 필요한 공기의 몰수를 계산합니다.
    1. 분자식 결정:
    탄소 원자수 = (114 × 0.84) / 12 = 8
    수소 원자수 = (114 × 0.159) / 1 = 18
    따라서 연료의 분자식은 C8H18입니다.
    2. 완전연소 반응식:
    C8H18 + 12.5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O
    1몰의 C8H18 완전연소에 필요한 산소는 12.5몰입니다.
    3. 필요한 공기 몰수 계산:
    기본 공식 (필요 공기 몰수):
    $$\text{필요 공기 몰수} = \text{필요 산소 몰수} × \frac{1}{\text{공기 중 산소 몰분율}}$$

    숫자 대입:
    $$\text{필요 공기 몰수} = 12.5 \text{ mol} × \frac{1}{0.21}$$

    최종 결과:
    $$\text{필요 공기 몰수} \approx 59.52 \text{ mol} \approx 60 \text{ mol}$$
  • 12.5x(1/0.21)=59.5
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8. 다음 연료 중 발열량(kcal/kg)이 가장 큰 것은?

  1. 중유
  2. 프로판
  3. 무연탄
  4. 코크스
(정답률: 83%)
  • 프로판은 탄화수소 연료 중 수소 함량이 높아 발열량이 가장 크다.
    중유: 액체 연료로 프로판보다 발열량이 낮다.
    무연탄: 고체 연료로 프로판보다 발열량이 낮다.
    코크스: 고체 연료로 프로판보다 발열량이 낮다.
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9. 각 공급 물질이나 생성 물질의 양을 직접 측정할 수 없는 경우에 원소분석이나 가스분석에 의해 계산하여 구하는 것을 통칭하여 무엇이라 하는가?

  1. 물질정산
  2. 연료분석
  3. 열정산
  4. 공업분석
(정답률: 62%)
  • 물질정산은 물질의 수지를 계산하는 방법입니다.
    연료분석: 연료의 성분을 분석하는 것이므로 오답.
    열정산: 열의 수지를 계산하는 것이므로 오답.
    공업분석: 연료의 수분, 휘발분, 고정탄소, 회분 등을 분석하는 것이므로 오답.
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10. 연소장치의 연돌통풍에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연돌의 단면적은 연도의 경우와 마찬가지로 연소량과 가스의 유속에 관계한다.
  2. 연돌의 통풍력은 외기온도가 높아짐에 따라 통풍력이 감소하므로 주의가 필요하다.
  3. 연돌의 통풍력은 공기의 습도 및 기압에 관계없이 외기온도에 따라 달라진다.
  4. 연돌의 설계에서 연돌상부 단면적을 하부단면적 보다 작게 한다.
(정답률: 75%)
  • 연돌의 통풍력은 외기온도, 연도 가스 온도, 연돌 높이뿐만 아니라 공기의 습도 및 기압에도 영향을 받습니다.
    연돌의 단면적은 연도의 경우와 마찬가지로 연소량과 가스의 유속에 관계한다: 옳은 설명.
    연돌의 통풍력은 외기온도가 높아짐에 따라 통풍력이 감소하므로 주의가 필요하다: 옳은 설명.
    연돌의 통풍력은 공기의 습도 및 기압에 관계없이 외기온도에 따라 달라진다: 공기의 습도 및 기압에도 관계하므로 오답.
    연돌의 설계에서 연돌상부 단면적을 하부단면적 보다 작게 한다: 옳은 설명.
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11. 다음 중 층류연소속도의 측정방법이 아닌 것은?

  1. 슬롯노즐버너법
  2. 적하수은법
  3. 비누거품법
  4. 평면화염버너법
(정답률: 63%)
  • 층류연소속도 측정방법은 슬롯노즐버너법, 비누거품법, 평면화염버너법 등이 있습니다.
    적하수은법: 수은의 표면장력 등을 이용하는 방법으로 연소속도 측정과는 관련이 없어 오답.
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12. 도시가스의 조성을 조사하니 H2 30V%, CO 6v%, CH4 40v%, CO2 24v%이었다. 이 도시가스를 연소하기 위해 필요한 이론 산소량 보다 20% 많게 공급했을 때 실제공기량은 약 몇 Nm3/Nm3인가? (단, 공기 중 산소는 21v%이다.)

  1. 2.6
  2. 3.6
  3. 4.6
  4. 5.6
(정답률: 32%)
  • 이 문제는 도시가스 조성과 과잉 공기율을 이용하여 실제 공기량을 계산하는 문제입니다.
    각 성분별 이론 산소량을 구한 후, 과잉 공기율을 적용하여 실제 산소량을 계산하고, 공기 중 산소 농도를 이용하여 실제 공기량을 산출합니다.
    이론 산소량 ($$O_0$$) = $$\sum (V_i · O_{2,i})$$
    실제 산소량 ($$O_a$$) = $$O_0 · (1 + m)$$
    실제 공기량 ($$A_a$$) = $$\frac{O_a}{0.21}$$
    $$O_0 = (0.3 · 0.5) + (0.06 · 0.5) + (0.4 · 2) = 0.15 + 0.03 + 0.8 = 0.98$$

    $$O_a = 0.98 · (1 + 0.20) = 0.98 · 1.2 = 1.176$$

    $$A_a = \frac{1.176}{0.21} = 5.6$$
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13. 연소에서 사용되고 있는 공기비는 흔히 m으로 표시한다. 다음 중 올바른 식은?

(정답률: 83%)
  • 공기비(m)는 실제 공급된 공기량을 이론적으로 필요한 공기량으로 나눈 값입니다.
    이론공기량 / 실제공기량: 이것은 공기비의 역수이므로 오답.
    실제공기량 - 이론공기량: 공기비는 비율이므로 오답.
    이론공기량 - 실제공기량: 공기비는 비율이므로 오답.
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14. 기체연료의 연소방식을 크게 2가지로 분류한 것은?

  1. 등심연소와 분산연소
  2. 예혼합연소와 확산연소
  3. 액면연소와 증발연소
  4. 증발연소와 분해연소
(정답률: 82%)
  • 기체 연료의 연소 방식은 연료와 공기의 혼합 방식에 따라 크게 예혼합 연소와 확산 연소로 나뉩니다.
    등심연소와 분산연소: 연소 방식 분류에 해당하지 않으므로 오답.
    액면연소와 증발연소: 액체 연료의 연소 방식이므로 오답.
    증발연소와 분해연소: 액체 또는 고체 연료의 연소 방식에 해당하므로 오답.
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15. 탄화수소인 CmHn 1Nm3가 연소하였을 때 생성되는 H2O의 양은 몇 Nm3 인가?

  1. n
  2. 2n
  3. n/2
  4. n/4
(정답률: 72%)
  • 탄화수소 CmHn의 완전 연소 반응식을 통해 생성되는 수증기의 양을 파악합니다.
    CmHn의 완전 연소 반응식은 다음과 같습니다.
    $$CmHn + (m + \frac{n}{4})O_2 → mCO_2 + \frac{n}{2}H_2O$$

    1 Nm³의 CmHn이 연소하면, 반응식의 계수에 따라 n/2 Nm³의 H₂O가 생성됩니다.
    n: H₂O는 수소 원자 2개가 결합하여 생성되므로, n개의 수소 원자에서는 n/2개의 H₂O가 생성됩니다.
    2n: 실제 생성량의 4배에 해당합니다.
    n/4: 실제 생성량의 절반에 해당합니다.
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16. 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 통풍력을 조절한다.
  2. 과잉공기를 조절한다.
  3. 가스의 흐름을 차단한다.
  4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
(정답률: 70%)
  • 댐퍼는 연도 내 가스 흐름을 조절하여 통풍력과 연소 효율에 영향을 주지만, 과잉공기를 직접적으로 조절하는 주된 장치는 아닙니다.
    통풍력을 조절한다: 댐퍼의 주요 기능이므로 옳다.
    가스의 흐름을 차단한다: 댐퍼의 기능 중 하나이므로 옳다.
    주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다: 댐퍼의 기능 중 하나이므로 옳다.
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17. 과잉공기를 공급하여 어떤 연료를 연소시켜 건연소가스를 분석하였다. 그 결과 CO2, O2 및 N2의 함유율이 각각 16%, 1% 및 82% 이었다면 이 연료의 최대탄산가스율은 몇 %인가?

  1. 15.6
  2. 16.8
  3. 17.4
  4. 18.2
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 Orsat 분석 결과와 최대탄산가스율(CO2_max) 공식을 적용하여 최대탄산가스율을 구합니다.
    $$(CO_2)_{max} = \frac{21}{21 - O_2} · CO_2$$

    $$(CO_2)_{max} = \frac{21}{21 - 1} · 16$$

    $$(CO_2)_{max} = 16.8$$
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18. 연소 배기가스의 분석결과 CO2의 함량이 13.4%이었다. 벙커 C유(55L/h)의 연소에 필요한 공기량은 약 몇 Nm3/min인가? (단, 벙커 C유의 이론공기량은 12.5Nm3/kg이고, 밀도는 0.93g/cm3이며, CO2max은 15.5%이다.)

  1. 12.33
  2. 49.03
  3. 63.12
  4. 73.99
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 CO2 함량과 CO2max를 이용하여 실제 공기비를 구하고, 연료의 밀도와 유량을 이용하여 연료 소비량을 계산한 후, 이론 공기량과 실제 공기비를 곱하여 실제 공기량을 구합니다.
    $$m = \frac{CO_{2max}}{CO_2}$$

    $$m = \frac{15.5}{13.4} = 1.1567$$

    $$B = 55 \text{ L/h} × 0.93 \text{ kg/L} = 51.15 \text{ kg/h}$$

    $$A = 12.5 \text{ Nm}^3\text{/kg} × 51.15 \text{ kg/h} × 1.1567$$

    $$A = 740.02 \text{ Nm}^3\text{/h}$$

    $$A_{min} = \frac{740.02}{60}$$

    $$A_{min} = 12.33$$
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19. 석탄 저장시 자연발화 및 풍화작용에 유의하여 저탄장을 설치 운용하여야 한다. 다음 중 저탄 관리상 옳지 않은 설명은?

  1. 저탄장은 1/100~1/150의 경사를 두어 배수를 양호하게하고 30m2마다 1개소 이상의 통기구를 마련한다.
  2. 자연발화를 억제하기 위해 탄층은 옥외 저탄시 4m이상 옥내 저탄시 2m 이상으로 가급적 높게 쌓는다.
  3. 풍화작용을 억제하기 위해 가급적 수분과 휘발분이 적고 입자가 큰 석탄을 선택하여야 한다.
  4. 풍화작용은 외기온도 및 저장기간의 영향을 크게 받으므로 저장일은 30일 이내로 한다.
(정답률: 66%)
  • 핵심 원리: 석탄의 자연발화를 억제하기 위해서는 탄층의 높이를 낮게 유지하여 통풍을 원활하게 하고 열 축적을 방지해야 합니다.
    저탄장은 1/100~1/150의 경사를 두어 배수를 양호하게하고 30m2마다 1개소 이상의 통기구를 마련한다: 올바른 저탄 관리 방법이므로 오답.
    풍화작용을 억제하기 위해 가급적 수분과 휘발분이 적고 입자가 큰 석탄을 선택하여야 한다: 올바른 설명이므로 오답.
    풍화작용은 외기온도 및 저장기간의 영향을 크게 받으므로 저장일은 30일 이내로 한다: 올바른 설명이므로 오답.
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20. 프로판 1Nm3를 공기비 1.1로서 완전연소시킬 경우 건연소가스량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 20.2
  2. 24.2
  3. 26.2
  4. 33.2
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 프로판의 완전연소 반응식을 통해 이론 건연소가스량을 구하고, 공기비를 적용하여 실제 건연소가스량을 계산합니다.
    $$GO = GO_0 + (m-1)A_0$$

    $$GO = 21.81 + (1.1 - 1) × 23.81$$

    $$GO = 24.2$$
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2과목: 열역학

21. 다음 중 단열과정(adiabatic process)은?

  1. 압력이 일정한 과정
  2. 내부 에너지가 일정한 과정
  3. 행한 일이 없는 과정
  4. 경계를 통한 열전달이 없는 과정
(정답률: 66%)
  • 핵심 원리: 단열 과정은 계와 주위 사이에 열의 출입이 없는 과정입니다.
    압력이 일정한 과정: 정압 과정이므로 오답.
    내부 에너지가 일정한 과정: 등온 과정(이상 기체의 경우)이므로 오답.
    행한 일이 없는 과정: 등적 과정이므로 오답.
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22. 엔탈피 25kcal/kg인 물을 보일러에서 가열하여 엔탈피 756kcal/kg인 증기로 만들어 10ton/h의 유량으로 증기터빈에 승입하였더니 출구 엔탈피는 596kcal/kg였다. 보일러의 가열량은 약 몇 kcal/h인가?

  1. 2.6×106
  2. 7.3×106
  3. 13.8×106
  4. 25.0×106
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 보일러에서 공급되는 열량을 엔탈피 변화와 유량을 이용하여 계산합니다.
    $$Q = m_{dot} · (h_{out} - h_{in})$$

    $$Q = 10000 \text{ kg/h} · (756 \text{ kcal/kg} - 25 \text{ kcal/kg})$$

    $$Q = 7.31 × 10^6 \text{ kcal/h}$$
  • 10×1000×(756-25)=7310000
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23. 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건으로 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 동력을 최소화하고 냉동 효과를 극대화하기 위해 특정 물리적, 화학적 특성을 가져야 합니다.
    불활성이고 안정해야 한다: 냉매는 화학적으로 안정하고 다른 물질과 반응하지 않아야 하므로 옳은 설명.
    비체적이 커야 한다: 냉매는 압축기 크기와 소요 동력을 줄이기 위해 증기 상태에서 비체적이 작아야 하므로 오답.
    증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다: 냉동 효과를 높이기 위해 증발 잠열이 커야 하므로 옳은 설명.
    열전도율이 커야 한다: 열교환 효율을 높이기 위해 열전도율이 커야 하므로 옳은 설명.
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24. 80℃의 물 50kg과 10℃의 물 100kg을 혼합하면 이 혼합된 물의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/kgㆍK이다.)

  1. 33℃
  2. 40℃
  3. 45℃
  4. 50℃
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 혼합물의 최종 온도를 구합니다.
    $$m_1 c_1 (T_1 - T_{mix}) = m_2 c_2 (T_{mix} - T_2)$$

    $$50 · (80 - T_{mix}) = 100 · (T_{mix} - 10)$$

    $$T_{mix} = 33.33$$
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25. 랭킨 사이클로 작동되는 발전소의 효율을 높이려고 할 때 증기터빈의 초압과 배압은 어떻게 하여야 하는가?

  1. 초압과 배압 모두 올림
  2. 초압을 올리고 배압을 낮춤
  3. 초압은 낮추고 배압을 올림
  4. 초압과 배압 모두 낮춤
(정답률: 73%)
  • 랭킨 사이클의 효율은 열원으로부터 열을 받는 평균 온도를 높이고, 열을 방출하는 평균 온도를 낮출수록 증가합니다.
    초압과 배압 모두 올림: 배압을 올리는 것은 효율 감소 요인이므로 오답.
    초압을 올리고 배압을 낮춤: 열원으로부터 열을 받는 평균 온도를 높이고, 열을 방출하는 평균 온도를 낮추어 효율을 증가시키므로 정답.
    초압은 낮추고 배압을 올림: 효율을 감소시키는 요인이므로 오답.
    초압과 배압 모두 낮춤: 초압을 낮추는 것은 효율 감소 요인이므로 오답.
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26. 등온과정에서 외부에 하는 일에 대한 표현으로 틀린 것은? (단, R은 기체상수, m은 계의 질량을 나타낸다.)

(정답률: 63%)
  • 등온과정에서 외부에 하는 일은 $$W = P_1 V_1 \ln \frac{V_2}{V_1} = mRT \ln \frac{V_2}{V_1} = P_1 V_1 \ln \frac{P_1}{P_2}$$ 로 표현됩니다.
    따라서 압력비에 대한 제곱 항이 포함된 보기는 틀린 표현입니다.
    $$P_1 V_1 \ln \frac{V_2}{V_1}$$: 등온과정에서 외부에 하는 일의 올바른 표현입니다.
    $$mRT \ln \frac{V_2}{V_1}$$: 등온과정에서 외부에 하는 일의 올바른 표현입니다.
    $$P_1 V_1 \ln \frac{P_1}{P_2}$$: 등온과정에서 외부에 하는 일의 올바른 표현입니다.
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27. 다음 중 표준(이상) 사이클에서 동일 냉동 능력에 대한 냉매순환량(kg/h)이 가장 적은 것은?

  1. NH3
  2. R-12
  3. R-22
  4. R-113
(정답률: 75%)
  • 동일 냉동 능력에 대해 냉매순환량이 가장 적다는 것은 냉매 1kg당 냉동 효과(잠열)가 가장 크다는 것을 의미하며, NH3(암모니아)는 증발 잠열이 커서 냉매순환량이 적습니다.
    R-12: R-12는 NH3보다 증발 잠열이 작아 냉매순환량이 더 많으므로 오답.
    R-22: R-22는 NH3보다 증발 잠열이 작아 냉매순환량이 더 많으므로 오답.
    R-113: R-113은 NH3보다 증발 잠열이 작아 냉매순환량이 더 많으므로 오답.
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28. 성능계수(coefficient of performance)가 2.5인 냉동기가 있다. 15 냉동톤(refrigeration ton)의 냉동용량을 얻기 위해서 냉동기에 공급해야할 동력(kW)은? (단, 1 냉동톤은 3.861kW이다.)

  1. 20.5
  2. 23.2
  3. 27.5
  4. 29.7
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수(COP) 정의를 이용하여 필요한 동력을 계산하는 문제입니다.
    공급 동력 $$= \frac{\text{냉동용}량}{\text{성능계}수}$$
    총 냉동용량 = 15 RT × 3.861 kW/RT
    총 냉동용량 $$= 15 × 3.861 = 57.915 \text{ kW}$$
    공급 동력 $$= \frac{57.915 \text{ kW}}{2.5}$$
    공급 동력 $$\approx 23.2 \text{ kW}$$
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29. 이상기체의 단위 질량당 내부에너지 u, 엔탈피 h, 엔트로피 s에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T는 절대온도, p는 압력, v는 비체적을 나타낸다.)

  1. Tds=du-vdp, Tds=dh-pdv
  2. Tds=du+pdv, Tds=dh-vdp
  3. Tds=du-vdp, Tds=dh+pdv
  4. Tds=du+pdv, Tds=dh+vdp
(정답률: 70%)
  • 이상기체의 열역학적 관계식 중 기본 미분식인 Tds=du+pdv와 Tds=dh-vdp는 모두 옳은 관계식입니다.
    Tds=du-vdp, Tds=dh-pdv: 첫 번째 식은 부호가 틀렸고, 두 번째 식도 부호가 틀렸으므로 오답.
    Tds=du-vdp, Tds=dh+pdv: 첫 번째 식은 부호가 틀렸고, 두 번째 식도 부호가 틀렸으므로 오답.
    Tds=du+pdv, Tds=dh+vdp: 두 번째 식은 부호가 틀렸으므로 오답.
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30. 증기터빈에서 속도 조절에 사용되는 것은?

  1. 공기예열기
  2. 복수기
  3. 증기 가감 밸브
  4. 증기노즐
(정답률: 66%)
  • 증기 가감 밸브는 증기 유량을 조절하여 터빈의 속도를 제어합니다.
    공기예열기: 보일러 연소용 공기를 예열하는 장치이므로 오답.
    복수기: 터빈에서 나온 증기를 응축하여 진공을 유지하는 장치이므로 오답.
    증기노즐: 증기의 압력 에너지를 속도 에너지로 변환하는 장치이므로 오답.
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31. 카르노 사이클을 이루는 네 개의 가역과정이 아닌 것은?

  1. 가역 단열팽창
  2. 가역 단열압축
  3. 가역 등온압축
  4. 가역 등압팽창
(정답률: 70%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 가역 등온과정과 두 개의 가역 단열과정으로 구성됩니다.
    가역 단열팽창: 카르노 사이클의 구성 과정입니다.
    가역 단열압축: 카르노 사이클의 구성 과정입니다.
    가역 등온압축: 카르노 사이클의 구성 과정입니다.
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32. 다음 공기 표준사이클(air standard cycle) 중 두 개의 등온과정과 두 개의 정압과정으로 구성된 사이클은?

  1. 디젤(Diesel) 사이클
  2. 사바테(Sabathe) 사이클
  3. 에릭슨(Ericsson) 사이클
  4. 스터링(Stirling) 사이클
(정답률: 66%)
  • 에릭슨 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 정압과정으로 구성된 공기 표준사이클입니다.
    디젤(Diesel) 사이클: 두 개의 단열과정, 하나의 정압과정, 하나의 정적과정으로 구성됩니다.
    사바테(Sabathe) 사이클: 두 개의 단열과정, 하나의 정적과정, 하나의 정압과정으로 구성됩니다.
    스터링(Stirling) 사이클: 두 개의 등온과정과 두 개의 정적과정으로 구성됩니다.
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33. 직경 30cm의 피스톤이 900kPa 의 압력에 대항하여 15cm 움직였을 때 한 일은 약 몇 kJ인가?

  1. 9.54
  2. 63.6
  3. 254
  4. 1350
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 피스톤이 한 일을 계산합니다.
    일은 압력과 부피 변화의 곱으로, 부피 변화는 피스톤의 단면적과 이동 거리의 곱입니다.
    $$W = P · A · L = P · \frac{π}{4} D^2 · L$$

    $$W = 900 × 10^3 \text{ Pa} · \frac{π}{4} (0.3 \text{ m})^2 · 0.15 \text{ m}$$

    $$W = 9542 \text{ J} = 9.54 \text{ kJ}$$
  • 0.785*900*0.3^2*0.15
  • 1J=Nm, 1Pa=N/m^2

    면적은 (파이x0.3^2) / 4 m^2
    거리는 0.15m

    일W=PV이므로 부피는 면적 X 이동거리

    900kPa * 면적 * 거리 =9.54 kJ
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34. 이상기체의 내부 에너지변화 dU를 옳게 나타낸 것은? (단, Cp는 정압비열, Cv는 정적비열, T는 온도이다.)

  1. CpdT
  2. CvdT
  3. Cp/Cv dT
  4. CvCpdT
(정답률: 69%)
  • 이상기체의 내부 에너지 변화는 정적비열과 온도 변화의 곱으로 정의됩니다.
    C_p dT: 이상기체의 엔탈피 변화를 나타냅니다.
    C_p/C_v dT: 내부 에너지 변화를 나타내는 올바른 형태가 아닙니다.
    C_v C_p dT: 내부 에너지 변화를 나타내는 올바른 형태가 아닙니다.
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35. 이상기체 1kmol을 1.013bar, 16℃에서 먼저 정압으로 냉각한 후 정적에서 가열하여 5.06bar, 16℃가 되게 하였다. 이 기체의 마지막 상태에서 부피는 약 몇 m3인가?

  1. 23.7
  2. 22.4
  3. 10.74
  4. 4.74
(정답률: 22%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식을 이용하여 마지막 상태의 부피를 구합니다.
    초기와 최종 온도가 같으므로 최종 상태에 대한 이상기체 방정식을 직접 적용합니다.
    $$V = \frac{nRT}{P}$$

    $$V = \frac{1 \text{ kmol} · 8.314 \text{ kJ/(kmol} · \text{K)} · (16+273.15) \text{ K}}{5.06 × 10^2 \text{ kPa}}$$

    $$V = 4.74 \text{ m}^3$$
  • 22.4*(1.013/5.06)*(273+16)/273
  • 마지막 P=5.06bar=(5.06/1.01325)atm
    마지막 온도 k=273+16=289k

    PV=nRT에서

    n=1kmol=1000mol
    R=0.082atmL/molK

    부피V=(1000*0.082*289) / (5.06/1.01325) = 4745.24L

    1L=10^-3m^3이므로 4.745m^3
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36. 포화증기를 단열 압축시켰을 때의 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력과 온도가 올라간다.
  2. 압력은 올라가고 온도는 떨어진다.
  3. 온도는 불변이며 압력은 올라간다.
  4. 압력과 온도 모두 변하지 않는다.
(정답률: 56%)
  • 포화증기를 단열 압축하면 압축일이 증기에 가해져 내부 에너지가 증가하고, 이로 인해 압력과 온도가 모두 상승합니다.
    압력은 올라가고 온도는 떨어진다: 단열 팽창 시 발생하는 현상입니다.
    온도는 불변이며 압력은 올라간다: 등온 압축 시 발생하는 현상입니다.
    압력과 온도 모두 변하지 않는다: 단열 압축 과정에서는 압력과 온도가 모두 변합니다.
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37. 이상적인 기본 랭킨(Rankine) 사이클의 열효율에 관한 다음 설명 중 옳은 것을 모두 나열한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ①, ②
  4. 모두 틀렸다.
(정답률: 76%)
  • 이상적인 랭킨 사이클의 열효율은 보일러 압력이 높을수록, 응축기 압력이 낮을수록 증가합니다.
    보일러(boiler) 압력이 높을수록 열효율이 높아진다: 보일러 압력이 높으면 증기의 평균 열 공급 온도가 높아져 효율이 증가합니다.
    응축기(condenser) 압력이 낮을수록 열효율이 높아진다: 응축기 압력이 낮으면 증기의 평균 열 방출 온도가 낮아져 효율이 증가합니다.
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38. 다음 그림은 어떠한 사이클과 가장 가까운가?

  1. 디젤(diesel) 사이클
  2. 재열(reheat) 사이클
  3. 합성(composite) 사이클
  4. 재생(regenerative) 사이클
(정답률: 71%)
  • 제시된 T-S 선도에서 증기가 터빈에서 팽창한 후 다시 가열되어(재열) 두 번째 터빈에서 팽창하는 과정이 명확하게 나타나므로 재열(reheat) 사이클입니다.
    디젤(diesel) 사이클: 정압 연소 과정을 포함하며, T-S 선도 형태가 다릅니다.
    합성(composite) 사이클: 여러 사이클의 조합을 의미하며, 특정 형태를 지칭하기 어렵습니다.
    재생(regenerative) 사이클: 터빈에서 증기를 추출하여 급수를 예열하는 방식으로, T-S 선도에 추출 과정이 나타납니다.
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39. 비열이 3.2kJ/kgㆍ℃인 액체 10kg을 20℃로부터 80℃까지 연열기로 가열시키는데 필요한 소요전력량은 몇 kWh인가? (단, 전열기의 효율은 90%이다.)

  1. 0.46
  2. 0.59
  3. 480
  4. 530
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 액체의 비열과 온도 변화를 이용하여 필요한 열량을 계산하고, 전열기 효율을 고려하여 소요 전력량을 구한 후 kWh로 환산합니다.
    $$Q = m · c · Δ T$$

    $$W = \frac{Q}{\eta}$$

    $$W_{kWh} = \frac{W_{kJ}}{3600}$$

    $$Q = 10 \text{ kg} · 3.2 \text{ kJ/kg} · \text{℃} · (80\text{℃} - 20\text{℃}) = 1920 \text{ kJ}$$

    $$W = \frac{1920 \text{ kJ}}{0.9} = 2133.33 \text{ kJ}$$

    $$W_{kWh} = \frac{2133.33 \text{ kJ}}{3600 \text{ kJ/kWh}}$$

    $$W_{kWh} = 0.59 \text{ kWh}$$
  • 20도를 80도로 올리기 위해 필요한 열량 Q=mcT에서 10*3.2*60=1920kJ

    1W=1J/s이므로 1J=1Ws=1/3600 Wh

    그러므로 기기의 소비전력량은 1920/3600 kWh 이고

    원래 기기의 90% 효율의 소비전력량이므로 100%는

    1920/3600 * 1/0.9 = 0.59kWh

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40. 임계점(Critocal Point)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 임계점에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다.
  2. 임계온도 이상에서는 순수한 기체를 아무리 압축시켜도 액화되지 않는다.
  3. 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점을 말한다.
  4. 액상과 기상이 평형 상태로 존재할 수 있는 최고온도 및 최고압력을 말한다.
(정답률: 66%)
  • 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점은 삼중점(Triple Point)이며, 임계점과는 다릅니다.
    임계점에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다: 임계점에서는 액체와 기체의 밀도가 같아져 상의 경계가 사라지므로 옳은 설명.
    임계온도 이상에서는 순수한 기체를 아무리 압축시켜도 액화되지 않는다: 임계온도 이상에서는 물질이 초임계 유체가 되어 액화되지 않으므로 옳은 설명.
    액상과 기상이 평형 상태로 존재할 수 있는 최고온도 및 최고압력을 말한다: 임계점의 정의 중 하나이므로 옳은 설명.
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3과목: 계측방법

41. 색온도계(color pyrometer)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도에 따라 색이 변하는 일원적인 관계로부터 온도를 측정한다.
  2. 바이메탈 온도계의 일종이다.
  3. 유체의 팽창정도를 이용하여 온도를 측정한다.
  4. 기전력의 변화를 이용하여 온도를 측정한다.
(정답률: 75%)
  • 색온도계는 물체의 복사 에너지 스펙트럼 분포를 분석하여 온도를 측정하며, 이는 물체의 색과 온도 간의 관계를 이용합니다.
    바이메탈 온도계의 일종이다: 바이메탈 온도계는 두 금속의 열팽창률 차이를 이용하므로 오답.
    유체의 팽창정도를 이용하여 온도를 측정한다: 액체 팽창식 온도계(예: 유리 온도계)의 원리이므로 오답.
    기전력의 변화를 이용하여 온도를 측정한다: 열전대(thermocouple)의 원리이므로 오답.
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42. 다음 중 가스크로마토그래피 분석기의 컬럼(Column)에 쓰이는 흡착제가 아닌 것은?

  1. 활성탄
  2. 미분탄
  3. 실리카겔
  4. 활성알루미나
(정답률: 54%)
  • 미분탄은 가스크로마토그래피 컬럼의 흡착제로 사용되지 않으며, 주로 연료나 다른 산업 공정에 사용됩니다.
    활성탄: 비극성 물질 분리에 사용되는 일반적인 흡착제이므로 오답.
    실리카겔: 극성 물질 분리에 사용되는 일반적인 흡착제이므로 오답.
    활성알루미나: 극성 물질 분리에 사용되는 일반적인 흡착제이므로 오답.
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43. 다음 중 1차계 제어계에서 시간상수에 대한 관계식은?

  1. τ=C×R
  2. τ=C÷R
  3. τ=R+C
  4. τ=R-C
(정답률: 58%)
  • 1차 RC 회로에서 시간 상수 τ는 저항(R)과 커패시턴스(C)의 곱으로 정의됩니다.
    τ=C÷R: 시간 상수의 정의와 다르므로 오답.
    τ=R+C: 시간 상수의 정의와 다르므로 오답.
    τ=R-C: 시간 상수의 정의와 다르므로 오답.
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44. 아르키메데스의 부력 원리를 이용한 액면측정 기기는?

  1. 차압식 액면계
  2. 퍼지식 액면계
  3. 기포식 액면계
  4. 편위식 액면계
(정답률: 69%)
  • 편위식 액면계는 액체 속에 잠긴 부력체의 부력 변화를 측정하여 액면을 감지합니다.
    차압식 액면계: 액면 높이에 따른 압력 차이를 측정하므로 오답.
    퍼지식 액면계: 측정관에 공기나 불활성 기체를 불어넣어 압력을 측정하므로 오답.
    기포식 액면계: 퍼지식 액면계와 동일한 원리로, 기포를 이용해 액면을 측정하므로 오답.
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45. 다음 중 오르자트식 가스분석계로 측정하기 곤란한 것은?

  1. O2
  2. CO2
  3. CH4
  4. CO
(정답률: 61%)
  • 오르자트(Orsat)식 가스분석계는 주로 CO2, O2, CO와 같이 흡수액으로 흡수 가능한 가스를 측정하며, CH4(메탄)는 흡수액으로 흡수되지 않아 측정이 곤란합니다.
    O2: 오르자트식으로 측정 가능합니다.
    CO2: 오르자트식으로 측정 가능합니다.
    CO: 오르자트식으로 측정 가능합니다.
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46. 가스온도를 열전대 온도계를 써서 측정할 때 주의해야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 열전대는 측정하고자 하는 곳에 정확히 삽입하며 삽입된 구멍에 냉기(冷氣)가 들어가지 않게 한다.
  2. 주위의 고온체로부터의 복사열의 영향으로 인한 오차가 생기지 않도록 해야 한다.
  3. 단자의 +, -를 보상도선의 -, +와 일치하도록 연결하여 감온부의 열팽창에 의한 오차가 발생하지 않도록 한다.
  4. 보호관의 선택에 주의한다.
(정답률: 79%)
  • 열전대와 보상도선은 단자의 극성(+, -)을 반드시 일치시켜 연결해야 하며, 이는 감온부의 열팽창이 아닌 열기전력의 오차를 방지하기 위함입니다.
    열전대는 측정하고자 하는 곳에 정확히 삽입하며 삽입된 구멍에 냉기(冷氣)가 들어가지 않게 한다: 정확한 온도 측정을 위해 필수적인 사항입니다.
    주위의 고온체로부터의 복사열의 영향으로 인한 오차가 생기지 않도록 해야 한다: 복사열은 측정 오차의 주요 원인이므로 주의해야 합니다.
    보호관의 선택에 주의한다: 측정 환경에 적합한 보호관을 선택해야 열전대의 손상을 방지하고 정확도를 유지할 수 있습니다.
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47. 조절기의 제어동작 중 비례적분 동작을 나타내는 기호는?

  1. P
  2. PI
  3. PID
  4. PD
(정답률: 71%)
  • 비례(Proportional) 동작은 P, 적분(Integral) 동작은 I로 표시하며, 비례적분 동작은 PI로 나타냅니다.
    P: 비례 동작을 나타냅니다.
    PID: 비례-적분-미분 동작을 나타냅니다.
    PD: 비례-미분 동작을 나타냅니다.
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48. 측정온도범위가 -210~780℃정도이며, (-)축이 콘스탄탄으로 구성된 열전대는?

  1. R형
  2. K형
  3. S형
  4. J형
(정답률: 59%)
  • J형 열전대는 철(Fe)과 콘스탄탄(Constantan)으로 구성되며, 측정온도범위는 -210~780℃입니다.
    R형: 백금-백금로듐(13%)으로 구성되며, 고온 측정에 사용됩니다.
    K형: 크로멜-알루멜로 구성되며, 가장 널리 사용되는 열전대입니다.
    S형: 백금-백금로듐(10%)으로 구성되며, 고온 측정에 사용됩니다.
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49. 오벌(Oval)식 유량계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 타원형 치차의 맞물림을 이용하므로 비교적 측정점도가 높다.
  2. 기체유량 측정은 불가능하다.
  3. 유량계의 앞부분(前部)에 여과기(strainer)를 설치하지 않아도 된다.
  4. 설치가 간단하고 내구력이 있다.
(정답률: 68%)
  • 오벌(Oval)식 유량계는 정밀한 기계적 맞물림을 이용하므로 이물질에 취약하여 유량계 앞부분에 반드시 여과기를 설치해야 합니다.
    타원형 치차의 맞물림을 이용하므로 비교적 측정점도가 높다: 오벌 유량계는 고점도 유체 측정에 적합합니다.
    기체유량 측정은 불가능하다: 오벌 유량계는 액체 유량 측정에 주로 사용되며, 기체 유량 측정은 어렵습니다.
    설치가 간단하고 내구력이 있다: 오벌 유량계는 구조가 비교적 간단하고 내구성이 좋습니다.
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50. 가스분석계인 자동 화학식 CO2계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 조작은 모두 자동화되어 있다.
  2. 구조상 튼튼하고 점검과 보수가 용이하다.
  3. 홀수액 선정에 따라 O2 및 CO의 분석계로도 사용할 수 있다.
  4. 선택성이 비교적 좋다.
(정답률: 50%)
  • 자동 화학식 CO2계는 구조가 복잡하고 부식성 시약을 사용하므로 점검과 보수가 어렵다.
    조작은 모두 자동화되어 있다.: 자동 화학식 분석계는 시료 채취부터 분석까지 자동화되어 있다.
    홀수액 선정에 따라 O2 및 CO의 분석계로도 사용할 수 있다.: 흡수액을 변경하면 다른 가스도 분석할 수 있다.
    선택성이 비교적 좋다.: 특정 가스에 대한 흡수액을 사용하므로 선택성이 좋다.
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51. 그림과 같은 U자관에서 유도되는 식은?

  1. P1+P2-h
  2. h=γ(P1-P2)
  3. P1+P2=γh
  4. P1=P2+γh
(정답률: 57%)
  • U자관 액주계에서 동일 수평면의 압력은 같다는 원리를 적용하여, 왼쪽 관의 압력 P1과 오른쪽 관의 압력 P2에 액체의 높이 h에 의한 압력 γh를 더한 값이 같음을 나타낸다.
    $$P_1 = P_2 + γ h$$

    P1+P2-h: 압력 단위와 높이 단위를 직접 더하거나 뺄 수 없다.
    h=γ(P1-P2): 단위가 맞지 않으며, 압력 차이에 액체의 비중량을 곱하는 형태가 아니다.
    P1+P2=γh: 압력의 합이 액체의 압력과 같다는 것은 물리적으로 맞지 않다.
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52. 다음 중 적분 동작이 가장 많이 사용되는 제어는?

  1. 증기압력
  2. 유량압력
  3. 유량제어
  4. 레벨제어
(정답률: 60%)
  • 유량 제어는 외란에 대한 응답 속도가 빠르고, 적분 동작을 통해 정상 상태 오차를 제거하는 데 효과적이기 때문에 가장 많이 사용된다.
    증기압력: 압력 제어는 주로 비례(P) 또는 비례-미분(PD) 제어가 사용된다.
    유량압력: 유량압력은 제어 대상이 아니라 두 변수의 조합이다.
    레벨제어: 레벨 제어는 주로 비례(P) 또는 비례-적분(PI) 제어가 사용되지만, 유량 제어만큼 적분 동작의 비중이 크지 않다.
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53. 자동제어계에서 응답을 나타낼 때 목표치를 기준한 앞뒤의 진동으로 시간의 지연을 필요로 하는 시간적 동작의 특성을 의미하는 것은?

  1. 동특성
  2. 스텝응답
  3. 정특성
  4. 과도응답
(정답률: 65%)
  • 동특성은 제어계가 시간의 변화에 따라 어떻게 반응하는지를 나타내는 특성이다.
    스텝응답: 입력이 계단 함수일 때의 출력 응답으로, 동특성의 한 종류이다.
    정특성: 제어계가 정상 상태에 도달했을 때의 특성으로, 시간 변화를 고려하지 않는다.
    과도응답: 제어계가 정상 상태에 도달하기 전까지의 일시적인 응답으로, 동특성의 한 부분이다.
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54. 금속식 다이어프램압력계(diaphragm gauge)의 최고 측정범위는?

  1. 0.5kg/cm2
  2. 6kg/cm2
  3. 10kg/cm2
  4. 20kg/cm2
(정답률: 47%)
  • 금속식 다이어프램 압력계의 일반적인 최고 측정 범위는 20kg/cm2이다.
    0.5kg/cm2: 측정 범위가 너무 낮으므로 오답.
    6kg/cm2: 측정 범위가 낮으므로 오답.
    10kg/cm2: 측정 범위가 낮으므로 오답.
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55. 다음 중 스로틀(throttle)기구에 의하여 유량을 측정하지 않는 유량계는?

  1. 오리피스미터
  2. 벤투리미터
  3. 오벌미터
  4. 플로노즐
(정답률: 62%)
  • 오벌미터는 용적식 유량계로, 스로틀 기구(차압식)를 이용하지 않고 유체의 부피를 직접 측정한다.
    오리피스미터: 스로틀 기구(차압식)를 이용하므로 오답.
    벤투리미터: 스로틀 기구(차압식)를 이용하므로 오답.
    플로노즐: 스로틀 기구(차압식)를 이용하므로 오답.
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56. 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: 54%)
  • 피라니 압력계는 기체의 압력 변화에 따른 열전도율 변화를 이용하여 압력을 측정한다.
    비중: 피라니 압력계의 원리와 무관하므로 오답.
    비열: 피라니 압력계의 원리와 무관하므로 오답.
    압축인자: 피라니 압력계의 원리와 무관하므로 오답.
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57. 서미스터 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응답이 빠르다.
  2. 소형으로서 좁은 장소의 측온에 적합하다.
  3. 일반적으로 소자의 온도 특성인 균일성을 얻기 쉽다.
  4. 온도에 의한 저항변화를 이용한 것이다.
(정답률: 52%)
  • 서미스터는 소자 간의 특성 편차가 커서 균일성을 얻기 어렵다.
    응답이 빠르다: 서미스터는 열용량이 작아 응답이 빠르므로 옳은 설명.
    소형으로서 좁은 장소의 측온에 적합하다: 서미스터는 소형이므로 옳은 설명.
    온도에 의한 저항변화를 이용한 것이다: 서미스터는 온도 변화에 따른 저항 변화를 이용하므로 옳은 설명.
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58. 다음 중 질량유량 W[kg/s]에 대하여 옳게 표현한 식은? (단, V[m3/s]는 부피유량, ρ[kg/m3]는 유체의 밀도이다.)

  1. W=Vㆍρ
(정답률: 58%)
  • 질량유량은 부피유량과 유체의 밀도를 곱한 값이다.
    W=Vㆍρ
    나머지 보기들은 질량유량의 정의와 맞지 않거나 수학적으로 틀린 표현이므로 오답.
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59. 링밸런스식 압력계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 부식성가스나 습기가 많은 곳에서도 정도가 좋다.
  2. 도압관은 가늘고 긴 것이 좋다.
  3. 측정 대상 유체는 주로 액체이다.
  4. 압력원에 접근하도록 계기를 설치해야 한다.
(정답률: 53%)
  • 링밸런스식 압력계는 도압관의 길이가 길어지면 응답 속도가 느려지므로, 압력원에 가깝게 설치하여 도압관 길이를 최소화해야 합니다.
    부식성가스나 습기가 많은 곳에서도 정도가 좋다: 부식성 가스나 습기에 취약하여 오답입니다.
    도압관은 가늘고 긴 것이 좋다: 도압관은 짧고 굵은 것이 응답 속도에 유리하여 오답입니다.
    측정 대상 유체는 주로 액체이다: 주로 기체 압력 측정에 사용되어 오답입니다.
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60. 세라믹식 O2계의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 비교적 응답이 빠르며(5~30초) 측정가스의 유량이나 설치장소의 주위온도 변화에 의한 영향이 적다.
  2. 주로 저농도가스 분석에 적합하다.
  3. 측정 범위도 ppm으로부터 %까지 광범위하게 측정할 수 있다.
  4. 측정부의 온도유지를 위하여 온도조절 전기로를 필요로 한다.
(정답률: 50%)
  • 세라믹식 O2계는 넓은 측정 범위(ppm~%)를 가지며, 특히 고농도 산소 측정에 적합합니다.
    비교적 응답이 빠르며(5~30초) 측정가스의 유량이나 설치장소의 주위온도 변화에 의한 영향이 적다: 세라믹식 O2계의 장점입니다.
    측정 범위도 ppm으로부터 %까지 광범위하게 측정할 수 있다: 세라믹식 O2계의 장점입니다.
    측정부의 온도유지를 위하여 온도조절 전기로를 필요로 한다: 세라믹식 O2계의 작동 원리상 고온 유지가 필수적입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 폐열 발생사업장에서 이용하지 않는 폐열을 공동이용 또는 제3자에 대한 공급을 위한 당사자간 협의를 할 수 없을 경우 지식경제부에서 할 수 있는 조치는?

  1. 협조통지
  2. 벌금에 처함
  3. 과태료에 처함
  4. 조정안의 작성 및 수락 권고
(정답률: 64%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 폐열 공동이용 또는 제3자 공급 협의가 불가능할 경우 지식경제부 장관은 조정안을 작성하고 수락을 권고할 수 있습니다.
    협조통지: 법적 강제력이 없는 일반적인 행정 절차입니다.
    벌금에 처함: 직접적인 벌금 부과 조치는 아닙니다.
    과태료에 처함: 직접적인 과태료 부과 조치는 아닙니다.
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62. 공업로의 에너지절감 대책으로서 틀린 것은?

  1. 배열을 재료의 예열에 이용
  2. 노체 열용량의 증가
  3. 공연비의 개선
  4. 단열의 강화
(정답률: 71%)
  • 공업로의 에너지 절감 대책은 열 손실을 줄이고 효율을 높이는 것입니다.
    노체 열용량 증가는 노체가 흡수하는 열량이 많아져 가열 시간이 길어지고 열 손실이 증가하므로 에너지 절감에 역행합니다.
    배열을 재료의 예열에 이용: 폐열 회수를 통해 에너지 효율을 높입니다.
    공연비의 개선: 연소 효율을 최적화하여 연료 소모를 줄입니다.
    단열의 강화: 노체 외부로의 열 손실을 줄여 에너지 효율을 높입니다.
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63. 열에너지의 손실을 적게 하기 위해서는 보온재의 선택조건을 고려해야 한다. 다음 중 보온재의 선택조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 노재의 수분 함유로 인한 급격한 승온의 고려(昇溫)
  2. 물리적 화학적 강도와 내용(耐用)년수
  3. 단위 체적당의 가격 및 불연성
  4. 사용온도 범위와 열전도도
(정답률: 53%)
  • 보온재는 수분 함유가 적고 열전도율이 낮아야 하므로, 노재의 수분 함유로 인한 급격한 승온의 고려는 보온재 선택 조건으로 부적합합니다.
    물리적 화학적 강도와 내용년수: 보온재의 내구성과 안정성을 위한 중요한 조건입니다.
    단위 체적당의 가격 및 불연성: 보온재의 경제성과 안전성을 위한 중요한 조건입니다.
    사용온도 범위와 열전도도: 보온재의 성능을 결정하는 핵심적인 조건입니다.
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64. 공공사업주관자의 에너지사용계획 제출 대상사업의 기준은?

  1. 연료 및 열 : 연간 5천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 2천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설
  2. 연료 및 열 : 연간 2천오백 티.오.이 이상, 전력 : 연간 1천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설
  3. 연료 및 열 : 연간 5천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 1천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설
  4. 연료 및 열 : 연간 2천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 2천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설
(정답률: 56%)
  • 공공사업주관자의 에너지사용계획 제출 대상사업 기준은 연료 및 열 연간 2천오백 티.오.이 이상, 전력 연간 1천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설입니다.
    연료 및 열 : 연간 5천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 2천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설: 기준에 부합하지 않습니다.
    연료 및 열 : 연간 5천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 1천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설: 기준에 부합하지 않습니다.
    연료 및 열 : 연간 2천 티.오.이 이상, 전력 : 연간 2천만 킬로왓트시 이상 사용하는 시설: 기준에 부합하지 않습니다.
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65. 지름이 1m인 관속을 3600m3/h로 흐르는 유체의 평균유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 0.24
  2. 1.27
  3. 4.78
  4. 5.36
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 유량과 단면적을 이용하여 평균유속을 계산합니다.
    $$v = \frac{Q}{A}$$

    $$v = \frac{3600 \text{ m}^3/\text{h} · \frac{1 \text{ h}}{3600 \text{ s}}}{π · (\frac{1 \text{ m}}{2})^2}$$

    $$v = 1.27 \text{ m/s}$$
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66. 광석을 공기의 존재하에서 가열하여 금속산화물 또는 산소를 함유한 금속화합물로 바꾸는 조작을 무엇이라고 하는가?

  1. 염화배소
  2. 환원배소
  3. 산화배소
  4. 황산화배소
(정답률: 61%)
  • 광석을 공기의 존재하에서 가열하여 금속산화물 또는 산소를 함유한 금속화합물로 바꾸는 조작은 산화배소입니다.
    염화배소: 염소 화합물로 바꾸는 조작입니다.
    환원배소: 환원 분위기에서 가열하는 조작입니다.
    황산화배소: 황산염으로 바꾸는 조작입니다.
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67. 지식경제부장관은 에너지사용자에 대한 에너지관리 상황을 조사한 결과, 에너지관리기준을 순수치 않았을 경우 에너지기준의 이행을 위해 어떤 조치를 할 수 있는가?

  1. 과태료
  2. 개선 권고
  3. 영업정지
  4. 지도
(정답률: 50%)
  • 에너지관리기준을 준수하지 않았을 경우 지식경제부장관은 우선적으로 지도 조치를 할 수 있습니다.
    과태료: 위반 정도에 따라 부과되는 행정처분입니다.
    개선 권고: 지도와 유사하나, 지도가 더 포괄적인 초기 단계입니다.
    영업정지: 심각한 위반 시 내려지는 강력한 행정처분입니다.
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68. 터널요의 3개 구조부에 해당하지 않는 것은?

  1. 용융뷰
  2. 예열부
  3. 소성부
  4. 냉각부
(정답률: 62%)
  • 터널요의 3개 구조부는 예열부, 소성부, 냉각부로 구성됩니다.
    용융뷰: 터널요의 구조부에 해당하지 않습니다.
    예열부: 터널요의 3개 구조부 중 하나입니다.
    소성부: 터널요의 3개 구조부 중 하나입니다.
    냉각부: 터널요의 3개 구조부 중 하나입니다.
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69. 벽돌을 105~120℃에서 건조시켰을 때 무게를 W, 이것을 물속에서 3시간 끓인 다음 물속에서 유지시켰을 때의 무게를 W1, 물속에서 끄집어내어 표면에 묻은 수분을 닦은 후의 무게를 W2라고 할 때 흡수율을 구하는 식은?

(정답률: 41%)
  • 벽돌의 흡수율은 건조 상태의 무게(W) 대비 흡수된 물의 무게(W2 - W)의 비율을 백분율로 나타냅니다.
    흡수율 공식:
    $$\frac{W_2 - W}{W} × 100(\%)$$
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70. 다음 중 관의 신축량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다.
  2. 신축량은 관의 열챙창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
  3. 신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다.
  4. 신축량은 관의 열챙창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다.
(정답률: 75%)
  • 관의 신축량은 열팽창계수, 관의 길이, 그리고 온도차에 직접적으로 비례합니다.
    신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다: 비례하므로 오답.
    신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다: 열팽창계수에도 비례하므로 오답.
    신축량은 관의 열챙창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다: 온도차와 길이에도 비례하므로 오답.
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71. 검사대상기기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 개조검사 중 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 적용치 아니한다.
  2. 검사대상기기 검사수수료 산정에 있어 온수보일러의 용량산정은 697.8kW를 1t/h으로 본다.
  3. 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 가스용 소형온수보일러에서 면제되는 검사는 설치검사이다.
  4. 에너지관리산업기사 자격소지자는 모든 검사대상기기에 대하여 조종이 가능하다.
(정답률: 43%)
  • 검사대상기기 검사 면제 대상은 가스사용량이 17kg/h 이하인 소형온수보일러입니다.
    따라서 17kg/h를 초과하는 경우는 면제 대상이 아닙니다.
    개조검사 중 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 적용치 아니한다: 이는 올바른 규정입니다.
    검사대상기기 검사수수료 산정에 있어 온수보일러의 용량산정은 697.8kW를 1t/h으로 본다: 이는 올바른 용량 환산 기준입니다.
    에너지관리산업기사 자격소지자는 모든 검사대상기기에 대하여 조종이 가능하다: 이는 올바른 자격 범위입니다.
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72. 350℃ 이하에서 사용압력이 비교적 낮은 배관에 사용하며, 백관과 흑관으로 구분되는 강관의 종류는?

  1. SPP
  2. SPPH
  3. SPPY
  4. SPA
(정답률: 66%)
  • SPP는 배관용 탄소강관으로, 350℃ 이하의 비교적 낮은 압력 배관에 사용되며 백관(아연도금)과 흑관으로 구분됩니다.
    SPPH: 압력 배관용 탄소강관으로 SPP보다 높은 압력에 사용됩니다.
    SPPY: 아크 용접용 탄소강관입니다.
    SPA: 고온 배관용 합금강관입니다.
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73. 샤모트(chamotte) 벽돌의 원료로서 샤모트 이외에 가소성 생점토(生粘土)를 가하는 주된 이유는?

  1. 치수 안정을 위하여
  2. 열전도성을 좋게 하기 위하여
  3. 성형 및 소결성을 좋게 하기 위하여
  4. 건조 소성, 수축을 미연에 발지하기 위하여
(정답률: 71%)
  • 샤모트 벽돌 제조 시 가소성 생점토를 첨가하는 주된 이유는 성형성을 높이고 소결을 용이하게 하기 위함입니다.
    치수 안정을 위하여: 치수 안정은 샤모트 자체의 역할이 큽니다.
    열전도성을 좋게 하기 위하여: 열전도성 개선이 주된 목적이 아닙니다.
    건조 소성, 수축을 미연에 발지하기 위하여: 생점토는 수축을 유발할 수 있어, 이를 방지하기 위함이 주된 목적이 아닙니다.
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74. 에너지이용합리화법상의 효율관리기자재에 속하지 않는 것은?

  1. 전기철도
  2. 삼상유도전동기
  3. 전기세탁기
  4. 자동차
(정답률: 63%)
  • 전기철도는 에너지이용합리화법상 효율관리기자재에 속하지 않습니다.
    삼상유도전동기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    전기세탁기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    자동차: 효율관리기자재에 해당합니다.
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75. 규석질 벽돌의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내화도가 높다.
  2. 하중연화 온도변화가 크다.
  3. 저온에서 스폴링이 발생되기 쉽다.
  4. 내마모성이 좋고 열전도율은 비교적 크다.
(정답률: 39%)
  • 규석질 벽돌은 하중연화 온도변화가 작아 고온에서 하중을 받아도 변형이 적습니다.
    내화도가 높다: 규석질 벽돌은 내화도가 높은 편입니다.
    저온에서 스폴링이 발생되기 쉽다: 규석질 벽돌은 저온에서 급격한 온도 변화에 취약하여 스폴링이 발생하기 쉽습니다.
    내마모성이 좋고 열전도율은 비교적 크다: 규석질 벽돌은 내마모성이 좋고 열전도율이 비교적 큽니다.
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76. 셔틀요(shuttle kiln)의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가마의 보유열보다 대차의 보유열이 열 절약의 요인이 된다.
  2. 급냉파가 안 생길 정도의 고온에서 제품을 꺼낸다.
  3. 가마 1개당 2대 이상의 대차가 있어야 한다.
  4. 가마의 보유열이 주로 제품의 예열에 쓰인다.
(정답률: 49%)
  • 셔틀요는 간헐식 가마로, 가마의 보유열은 주로 가마 자체를 가열하는 데 소모되며, 제품의 예열에는 주로 연소가스의 현열이 이용됩니다.
    가마의 보유열보다 대차의 보유열이 열 절약의 요인이 된다: 셔틀요는 대차를 이용해 제품을 이동시키므로, 대차의 보유열 활용은 열 효율에 기여합니다.
    급냉파가 안 생길 정도의 고온에서 제품을 꺼낸다: 셔틀요는 간헐식으로, 제품을 꺼낼 때 급냉파를 방지하기 위해 적절한 온도를 유지합니다.
    가마 1개당 2대 이상의 대차가 있어야 한다: 셔틀요는 대차를 교대로 사용하여 생산성을 높이므로, 2대 이상의 대차가 필요합니다.
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77. 가스로 중 주로 내열강재의 용기를 내부에서 가열하고 그 용기 속에 열처리폼을 장입하여 간접가열하는 노를 무엇이라고 하는가?

  1. 레토르트로
  2. 오븐로
  3. 머플로
  4. 라디안트튜브로
(정답률: 70%)
  • 머플로는 내열강재 용기(머플)를 사용하여 열처리 대상물을 간접 가열하는 방식의 가스로이다.
    레토르트로: 밀폐된 용기에서 물질을 가열하여 분해하거나 반응시키는 노이다.
    오븐로: 주로 건조나 저온 열처리에 사용되는 노이다.
    라디안트튜브로: 연소 가스가 튜브 내부를 흐르며 복사열로 가열하는 방식의 노이다.
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78. 용접검사가 면제되는 대상범위에 해당되지 않는 것은?

  1. 강철제 보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고, 최고사용압력이 0.35Mpa 이하인 것
  2. 주철제보일러
  3. 압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만으로서 최고사용압력(MPa)과 내용적(m3)을 곱한 수치가 0.02 이하인 것
  4. 온수보일러로서 전열면적이 20m2 이하이고, 최고사용 압력이 0.3MPa 이하인 것
(정답률: 52%)
  • 해당 보기는 용접검사 면제 대상이 아닌, 검사 대상에 해당한다.
    강철제 보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고, 최고사용압력이 0.35Mpa 이하인 것: 용접검사 면제 대상이다.
    주철제보일러: 용접검사 면제 대상이다.
    압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만으로서 최고사용압력(MPa)과 내용적(m3)을 곱한 수치가 0.02 이하인 것: 용접검사 면제 대상이다.
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79. 옥내온도 15℃, 외기온도 5℃일 때 콘크리트 벽(두께 10cm, 길이 10m 및 높이 5m)을 통한 열손실이 1500kcal/h아면 외부 표면 열전달계수는 약 몇 kcal/m2ㆍhㆍ℃인가? (단, 내부표면 열전달계수는 8.0kcal/m2ㆍhㆍ℃이고, 콘크리트 열전도율은 0.7443 kcal/m2ㆍhㆍ℃이다.)

  1. 11.5
  2. 13.5
  3. 15.5
  4. 17.5
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 총괄 열전달계수와 열손실 공식을 이용하여 외부 표면 열전달계수를 구합니다.
    $$Q = U · A · Δ T$$

    $$\frac{1}{U} = \frac{1}{h_{in}} + \frac{\delta}{k} + \frac{1}{h_{out}}$$

    $$1500 = U · (10 · 5) · (15 - 5)$$

    $$\frac{1}{U} = \frac{1}{8.0} + \frac{0.1}{0.7443} + \frac{1}{h_{out}}$$

    $$h_{out} = 13.5$$
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80. 에너지절약전문기업의 등록신청서는 누구에게 제출하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 노동부장관
  2. 에너지관리공단이사장
  3. 지식경제부장관
  4. 시, 도지사
(정답률: 56%)
  • 에너지절약전문기업 등록신청은 관련 법규에 따라 지식경제부장관에게 제출한다. (현재는 산업통상자원부장관에게 제출하나, 문제의 정답 기준에 따름)
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5과목: 열설비설계

81. 저위발열량이 10000kcal/kg인 연료를 사용하고 있는 실제 증발량 4t/h 보일러에서 급수온도 40℃, 발생증기의 엔탈피가 650kcal/kg일 때 연료 소비량은 약 몇 kg/h인가? (단, 보일러의 효율은 85%이다.)

  1. 251
  2. 287
  3. 361
  4. 397
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 보일러의 효율과 실제 증발량을 이용하여 연료 소비량을 계산하는 문제입니다.
    보일러 효율 공식을 변형하여 연료 소비량을 구합니다.
    연료 소비량 $$= \frac{\text{실제 증발량} · (\text{발생증기 엔탈피} - \text{급수 엔탈피})}{\text{저위발열량} · \text{보일러 효}율}$$
    연료 소비량 $$= \frac{4000 \text{ kg/h} · (650 \text{ kcal/kg} - 40 \text{ kcal/kg})}{10000 \text{ kcal/kg} · 0.85}$$
    연료 소비량 $$= 287.06 \text{ kg/h}$$
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82. 관 스테이의 최소 단면적을 구하려고 한다. 이 때 적용하는 설계 계산식은? [단, S : 관 스테이의 최소 단면적(mm2), A : 1개의 관 스테이가 지시하는 면적(cm2), a : A 중에서 관구멍의 합계 면적(cm2), P : 최고 사용 압력(kgf/cm2)이다.]

(정답률: 61%)
  • 이 문제는 관 스테이의 최소 단면적을 구하는 설계 계산식을 묻는 문제입니다.
    보일러 설계 기준에 명시된 공식을 찾아야 합니다.
    $$S = \frac{(A - a)P}{5}$$
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83. 원통형 보일러의 장점에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 비교적 큰 동체를 가지고 있으므로 보유수량이 많다.
  2. 고압보일러나 대용량에 적당하다.
  3. 내부의 청소 및 검사가 용이하다.
  4. 수부가 커 부하변동에 응하기가 용이하다.
(정답률: 54%)
  • 원통형 보일러는 저압, 소용량에 적합하며, 고압이나 대용량에는 부적합합니다.
    비교적 큰 동체를 가지고 있으므로 보유수량이 많다: 원통형 보일러의 장점입니다.
    내부의 청소 및 검사가 용이하다: 원통형 보일러의 장점입니다.
    수부가 커 부하변동에 응하기가 용이하다: 원통형 보일러의 장점입니다.
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84. 노통의 파형부에서의 최대내경과 최소내경의 평균치가 500mm인 파형 노통에서 두께가 15mm이고 상수 C의 값이 985이면 최고사용압력은 약 몇 kgf/cm2 인가?

  1. 7.6
  2. 9.8
  3. 12.3
  4. 29.6
(정답률: 21%)
  • 이 문제는 파형 노통의 최고사용압력을 계산하는 문제입니다.
    파형 노통의 최고사용압력 공식에 주어진 값을 대입하여 구합니다.
    $$P = \frac{C · t}{D}$$

    $$P = \frac{985 · 15 \text{ mm}}{500 \text{ mm}}$$

    $$P = 29.55 \text{ kgf/cm}^2$$
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85. 증기압력 1.2kg/cm2의 포화증기(포화온도 104.25℃, 증발잠열 536.1kcal/kg)를 내경 52.9mm, 길이 50m인 강관을 통해 이송하고자 한다. 이 때 트랩 선정에 필요한 응축수량은 약 몇 kg 인가? (단, 외부온도 0℃, 강관 총중량 270kg, 강관비열 0.115kcal/kgㆍ℃이다.)

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 강관의 열손실로 인한 응축수량을 계산하는 문제입니다.
    강관이 잃은 열량은 응축수가 얻은 잠열과 같다는 원리를 사용합니다.
    응축수량 $$= \frac{\text{강관 총중량} · \text{강관비열} · (\text{포화온도} - \text{외부온도})}{\text{증발잠}열}$$
    응축수량 $$= \frac{270 \text{ kg} · 0.115 \text{ kcal/kg·℃} · (104.25 \text{ ℃} - 0 \text{ ℃})}{536.1 \text{ kcal/kg}}$$
    응축수량 $$= 6.04 \text{ kg}$$
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86. 캐리오버(carry-over)의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 프라이밍 또는 포밍의 발생
  2. 보일러수의 능축
  3. 밸브의 급개방
  4. 저수위 운전
(정답률: 65%)
  • 캐리오버는 보일러수가 증기와 함께 보일러 밖으로 나가는 현상으로, 저수위 운전은 캐리오버와 직접적인 관련이 적습니다.
    프라이밍 또는 포밍의 발생: 캐리오버의 직접적인 원인이므로 오답.
    보일러수의 능축: 보일러수의 농축은 포밍을 유발하여 캐리오버의 원인이 되므로 오답.
    밸브의 급개방: 프라이밍을 유발하여 캐리오버의 원인이 되므로 오답.
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87. 다음 중 프라이밍과 포오밍의 발생 원인이 아닌 것은?

  1. 증기부하가 적을 때
  2. 보일러수에 불순물, 유지분이 포함되어 있을 때
  3. 수면과 증기취출구와의 거리가 가까울 때
  4. 수증기변을 급히 열었을 때
(정답률: 67%)
  • 증기부하가 적을 때는 프라이밍과 포오밍 발생 원인이 아닙니다.
    오히려 증기부하가 급격히 변하거나 클 때 발생합니다.
    보일러수에 불순물, 유지분이 포함되어 있을 때: 포오밍의 주요 원인이므로 오답.
    수면과 증기취출구와의 거리가 가까울 때: 프라이밍의 원인이므로 오답.
    수증기변을 급히 열었을 때: 프라이밍의 원인이므로 오답.
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88. 압력이 20kgf/cm2, 건도가 95%인 습포화증기를 시간당 10ton을 발생하는 보일러에서 급수온도가 50℃라면 상당증발량은 약 몇 kg/h인가? (단, 20kgf/cm2의 포화수와 건포화증기의 엔탈피는 각각 215.82kcal/kg, 668.5kcal/kg이다.)

  1. 11055
  2. 11474
  3. 12025
  4. 12573
(정답률: 19%)
  • 이 문제는 상당증발량 공식을 적용하여 보일러의 증발량을 구합니다.
    발생 증기의 엔탈피(h)를 먼저 계산합니다.
    $$h = h_f + x(h_g - h_f)$$

    $$h = 215.82 + 0.95(668.5 - 215.82)$$

    $$h = 644.866 \text{ kcal/kg}$$

    급수 엔탈피(h_w)를 계산합니다.
    $$h_w = 1 \text{ kcal/(kg·℃)} × 50 \text{ ℃}$$

    $$h_w = 50 \text{ kcal/kg}$$

    상당증발량(E_e)을 계산합니다.
    $$E_e = W \frac{h - h_w}{539}$$

    $$E_e = 10000 × \frac{644.866 - 50}{539}$$

    $$E_e = 11036.47 \text{ kg/h}$$

    따라서 약 11055 kg/h입니다.
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89. 프래시탱크(flash tank)의 기능을 옳게 설명한 것은?

  1. 증기 건도를 높이는 장치이다.
  2. 증기를 단순히 저장하는 장치이다.
  3. 고압 응축수를 저압증기로 이용하는 장치이다.
  4. 저압 응축수를 고압증기로 이용하는 장치이다.
(정답률: 60%)
  • 프래시탱크는 고압 응축수의 압력을 낮춰 저압 증기를 발생시켜 회수하는 장치입니다.
    증기 건도를 높이는 장치이다: 증기 건도를 높이는 장치는 과열기 등이므로 오답.
    증기를 단순히 저장하는 장치이다: 증기를 저장하는 장치는 증기 저장 탱크이므로 오답.
    저압 응축수를 고압증기로 이용하는 장치이다: 고압 응축수를 저압 증기로 이용하는 것이므로 오답.
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90. 증기트랩으로서 가져야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 압력 유량이 소정내에서 변화하지 않아야 한다.
  2. 슬립, 율동 부분이 적고 마모, 부식에 견뎌야 한다.
  3. 동작이 확실하고 내구력이 있어야 한다.
  4. 마찰 저항이 적고 공기 배기가 좋아야 한다.
(정답률: 55%)
  • 증기트랩은 응축수 발생량과 압력 변화에 따라 유량이 변동하며 작동하므로, 압력 유량이 일정하게 유지되어야 한다는 조건은 적합하지 않습니다.
    슬립, 율동 부분이 적고 마모, 부식에 견뎌야 한다: 증기트랩의 내구성과 신뢰성을 위한 조건이므로 옳은 설명.
    동작이 확실하고 내구력이 있어야 한다: 증기트랩의 기본적인 요구 조건이므로 옳은 설명.
    마찰 저항이 적고 공기 배기가 좋아야 한다: 증기트랩의 효율적인 작동을 위한 조건이므로 옳은 설명.
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91. 송풍기의 출구 풍압을 h[mmAq], 송풍량을 V[m3/min], 송풍기 효율을 [η]으로 표기하면 송풍기 마력 [N]은 어떻게 표시되는가?

(정답률: 67%)
  • 송풍기 마력은 풍압, 풍량, 효율을 이용하여 계산하며, 단위 환산을 위해 60과 75를 나눕니다.
    $$N = \frac{hV}{60 × 75 × \eta}$$
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92. 일반적으로 보일러 부하가 증가할수록 복사 과열기와 대류 과열기의 과열온도는 어떻게 되는가?

  1. 복사 과열기 온도는 상승하고, 대류 과열기 온도는 하강한다.
  2. 복사 과열기 온도는 하강하고, 대류 과열기 온도는 상승한다.
  3. 두 과열기 모두 온도가 상승한다.
  4. 두 과열기 모두 온도가 하강한다.
(정답률: 48%)
  • 보일러 부하가 증가하면 복사 과열기는 증기 유량 증가로 온도가 하강하고, 대류 과열기는 연소 가스 유량 및 온도 증가로 온도가 상승합니다.
    복사 과열기 온도는 상승하고, 대류 과열기 온도는 하강한다: 복사 과열기는 부하 증가 시 증기 유량 증가로 온도가 하강하므로 오답.
    두 과열기 모두 온도가 상승한다: 복사 과열기는 온도가 하강하므로 오답.
    두 과열기 모두 온도가 하강한다: 대류 과열기는 온도가 상승하므로 오답.
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93. 수관식보일러에서 흰패널식 튜브가 한쪽 면에 방사열, 다른 면에는 접축열을 받을 경우 열전달계수를 얼마로 하여 전열면적을 계산하는가?

  1. 1.0
  2. 0.7
  3. 0.5
  4. 0.4
(정답률: 58%)
  • 흰패널식 튜브가 한쪽 면에 방사열, 다른 면에 접촉열을 받을 경우 열전달계수는 0.7을 적용합니다.
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94. 트랩의 응축수량이 0.1m3/s, 응축수의 배출속도가 0.05m/s일 때 트랩입구의 관경은 몇 mm 로 해야 하는가?

  1. 974
  2. 1283
  3. 1596
  4. 1366
(정답률: 32%)
  • 이 문제는 유량, 면적, 속도 관계를 이용하여 관경을 계산합니다.
    $$Q = A · v = \frac{π}{4} D^2 · v$$

    $$D = \sqrt{\frac{4Q}{π v}}$$

    $$D = \sqrt{\frac{4 × 0.1}{π × 0.05}}$$

    $$D = 1.596 \text{ m} = 1596 \text{ mm}$$
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95. 경수를 연수화하는 방법에서 Zeolite 법의 장점이 아닌 것은?

  1. 전(全) 경도를 제거할 수 있다.
  2. 영구 경도 제거에 특히 효과가 좋다.
  3. 넓은 장소를 차지하지 않고 침전물이 생기지 않는다.
  4. 탁수에 사용하면 제거 효율이 좋다.
(정답률: 59%)
  • Zeolite 법은 탁수에 사용하면 Zeolite가 오염되어 제거 효율이 저하되므로, 탁수에는 적합하지 않습니다.
    전(全) 경도를 제거할 수 있다: Zeolite 법의 장점입니다.
    영구 경도 제거에 특히 효과가 좋다: Zeolite 법의 장점입니다.
    넓은 장소를 차지하지 않고 침전물이 생기지 않는다: Zeolite 법의 장점입니다.
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96. 드럼에 타원형의 맨홀을 설치할 때에는 어떻게 설치해야 하는가?

  1. 맨홀 단축 지름의 축을 동체의 축에 평행하게 둔다.
  2. 맨홀 장축 지름의 축을 동체의 축에 평행하게 둔다.
  3. 맨홀 단축을 동체의 축에 대해 45° 경사지게 한다.
  4. 맨홀 장축을 동체의 원주방향, 길이방향의 어느 쪽에 내든 무관하다.
(정답률: 42%)
  • 타원형 맨홀은 단축 지름의 축을 동체의 축에 평행하게 설치하여 응력 집중을 최소화하고 강도를 유지합니다.
    맨홀 장축 지름의 축을 동체의 축에 평행하게 둔다: 응력 집중을 유발하여 강도에 불리하므로 오답.
    맨홀 단축을 동체의 축에 대해 45° 경사지게 한다: 응력 집중을 유발하여 강도에 불리하므로 오답.
    맨홀 장축을 동체의 원주방향, 길이방향의 어느 쪽에 내든 무관하다: 설치 방향에 따라 응력 분포가 달라지므로 무관하지 않으므로 오답.
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97. 원수(原水) 중의 용존 산소를 제거할 목적으로 사용되는 약제가 아닌 것은?

  1. 탄닌
  2. 히드라진
  3. 아황상나트륨
  4. 폴리아미드
(정답률: 62%)
  • 폴리아미드는 보일러 스케일 방지 및 분산제로 사용되며, 용존 산소 제거와는 관련이 없습니다.
    탄닌: 산소 제거제로 사용됩니다.
    히드라진: 산소 제거제로 널리 사용됩니다.
    아황산나트륨: 산소 제거제로 사용됩니다.
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98. 평노통, 파형노통, 화실 및 직립보일러 화실판의 최고 두께는 몇 mm 이하이어야 하는가? (단, 습식화살 및 조합노통 중 평노통은 제외한다.)

  1. 11
  2. 22
  3. 33
  4. 44
(정답률: 69%)
  • 보일러의 노통 및 화실판의 최고 두께는 열전달 효율과 안전성을 고려하여 22mm 이하로 규정됩니다.
    11: 규정된 최고 두께보다 낮으므로 오답.
    33: 규정된 최고 두께보다 높으므로 오답.
    44: 규정된 최고 두께보다 높으므로 오답.
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99. 증기압이 10~20kg/cm2g의 수관보일러에서 보일러수의 pH값은 얼마가 가장 적정한가?

  1. 7.0~9.0
  2. 8.0~9.0
  3. 10.5~11.8
  4. 12.0~12.8
(정답률: 75%)
  • 수관보일러의 적정 pH는 보일러 압력에 따라 달라지며, 10~20kg/cm²g 압력에서는 10.5~11.8이 부식 방지에 가장 적합합니다.
    7.0~9.0: 낮은 압력 보일러에 적합하거나 중성에 가까워 부식 방지에 미흡하므로 오답.
    8.0~9.0: 낮은 압력 보일러에 적합하거나 중성에 가까워 부식 방지에 미흡하므로 오답.
    12.0~12.8: 너무 높은 pH는 캐리오버나 스케일 형성의 원인이 될 수 있으므로 오답.
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100. 다음 중 경관의 탄성(강도)을 높이기 위한 것은?

  1. 아담슨 조인트
  2. 브리징스페이스
  3. 용접조인트
  4. 그루빙
(정답률: 55%)
  • 경관의 탄성(강도)을 높이기 위해서는 브리징스페이스를 두어 강성을 증가시킵니다.
    아담슨 조인트: 보일러 동판의 이음매로 오답.
    용접조인트: 용접 이음매로 오답.
    그루빙: 홈을 파는 것으로 오답.
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