에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

에너지관리기사
(2011-03-20 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 탄소(C) 84%, 수소(H) 12%, 수분 4w%의 중량조성을 갖는 액체연료에서 수분을 완전히 제거한 다음 1시간당 5kg를 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3/h 인가?

  1. 55.6
  2. 65.8
  3. 73.5
  4. 89.2
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 액체연료의 조성과 연소량을 이용하여 이론공기량을 구합니다.
    먼저 수분을 제거한 건조 연료의 탄소(C)와 수소(H) 중량 조성을 계산합니다.
    건조 연료의 C% = 84% / (100% - 4%) = 84% / 96% = 0.875
    건조 연료의 H% = 12% / (100% - 4%) = 12% / 96% = 0.125
    이론공기량(A0)은 건조 연료 1kg당 필요한 공기량으로 계산합니다.
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} · (1.867C + 5.6H - 0.7O)$$

    (여기서 C, H, O는 건조 연료의 질량분율이며, 산소(O)는 없으므로 0입니다.)
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} · (1.867 · 0.875 + 5.6 · 0.125 - 0.7 · 0)$$

    $$A_0 = \frac{1}{0.21} · (1.633625 + 0.7)$$

    $$A_0 = 11.1125 Nm^3/kg$$

    1시간당 5kg을 연소시키므로 총 이론공기량은 다음과 같습니다.
    $$A_{total} = 11.1125 Nm^3/kg · 5 kg/h$$

    $$A_{total} = 55.5625 Nm^3/h$$
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2. 연돌에 의한 통풍력에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연돌 높이의 평반근에 비례한다.
  2. 연돌 높이의 제곱에 비례한다.
  3. 연돌 높이에 반비례한다.
  4. 연돌 높이에 비례한다.
(정답률: 70%)
  • 연돌에 의한 통풍력은 연돌 내부와 외부의 온도차에 의한 밀도차로 발생하며, 연돌의 높이에 비례합니다.
    연돌 높이의 평반근에 비례한다: 통풍력은 연돌 높이에 직접 비례합니다.
    연돌 높이의 제곱에 비례한다: 통풍력은 연돌 높이에 직접 비례합니다.
    연돌 높이에 반비례한다: 통풍력은 연돌 높이에 비례합니다.
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3. 일반적인 정상연소에 있어서 연소 속도를 지배하는 주된 요인은?

  1. 화학반응의 속도
  2. 공기 중 산소의 확산속도
  3. 연료의 착화온도
  4. 배기가스 중의 CO2 농도
(정답률: 84%)
  • 일반적인 정상연소는 연료와 산소의 혼합 및 반응 속도에 의해 결정되며, 특히 기체 연료의 연소에서는 공기 중 산소의 확산속도가 연소 속도를 지배하는 주된 요인입니다.
    화학반응의 속도: 액체나 고체 연료의 연소에서는 중요하지만, 기체 연료의 정상연소에서는 확산 속도가 더 지배적입니다.
    연료의 착화온도: 연소 시작 조건이지 연소 속도 자체를 지배하는 주된 요인은 아닙니다.
    배기가스 중의 CO2 농도: 연소 결과물이며 연소 속도에 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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4. 어떤 수성가스의 조성은 용적 %로 H2 50%, CO 40%, CO2 5%, N2 5%이다. 0℃, 1atm의 수성가스 1m3의 발열량을 아래 식을 이용하여 구하면 약 몇 kcal 인가?

  1. 2733
  2. -2733
  3. 135.95
  4. -135.95
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 혼합 기체의 발열량을 각 성분 기체의 발열량과 부피 조성비를 이용하여 계산합니다.
    표준 상태(0℃, 1atm)에서 기체 1몰의 부피는 22.4 m³입니다.
    $$Q = \frac{1}{22.4} × (V_{H_2} · \Delta H_{H_2} + V_{CO} · \Delta H_{CO})$$

    $$Q = \frac{1}{22.4} × (0.50 · 68.32 + 0.40 · 67.63)$$

    $$Q = 2.733 kcal/m^3 × 1 m^3 = 2733 kcal$$
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5. 공기비(m)에 대한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 86%)
  • 공기비(m)는 실제 연소에 사용된 공기량과 이론적으로 필요한 최소 공기량의 비율을 나타내는 값입니다.
    $$m = \frac{\text{실제공기량}}{\text{이론공기량}}$$

    이론공기량 / 실제공기량: 공기비의 역수입니다.
    (실제공기량 - 이론공기량) / 이론공기량: 과잉 공기율을 나타내는 식입니다.
    (이론공기량 - 실제공기량) / 이론공기량: 부족 공기율을 나타내는 식입니다.
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6. 증기운폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발보다 화재가 많다.
  2. 연소에너지의 약 20%만 폭풍파로 변한다.
  3. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  4. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
(정답률: 86%)
  • 증기운폭발은 점화위치가 방출점에서 멀리 떨어져 있을수록 폭발위력이 커집니다.
    폭발보다 화재가 많다: 증기운폭발 시 폭발보다는 화재로 이어지는 경우가 더 많으므로 옳은 설명입니다.
    연소에너지의 약 20%만 폭풍파로 변한다: 증기운폭발 시 연소에너지의 일부만 폭풍파로 전환되므로 옳은 설명입니다.
    증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다: 증기운의 부피가 클수록 점화원이 존재할 확률이 높아지므로 옳은 설명입니다.
  • 증기운 폭발
    - 폭발보다 화재가 많다
    - 연소에너지의 약 20%만 폭풍파로 변한다.
    - 중기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
    - 가연성 증기의 다량 방출로 점화위치가 방출점에서 멀수록 폭발위력
    이 커진다.
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7. 연소 배기가스 중의 O2나 CO2 함유량을 측정하는 경제적인 이유로 가장 적당한 것은?

  1. 연소배가스량 계산을 위하여
  2. 공기비를 조절하여 열효율을 높이고 연료소비량을 줄이기 위해서
  3. 환원혐의 판정을 위하여
  4. 완전 연소가 되는지 확인하기 위해서
(정답률: 86%)
  • 연소 배기가스 중 O2나 CO2 함유량을 측정하는 가장 경제적인 이유를 묻는 문제입니다.
    배기가스 분석을 통해 연소 상태를 최적화하여 열효율을 높이고 연료 소비를 줄이는 것이 가장 경제적인 목적입니다.
    연소배가스량 계산을 위하여: 연소배가스량 계산은 목적 중 하나이나, 궁극적인 경제적 이유는 아니다.
    환원혐의 판정을 위하여: 환원 분위기 판정은 목적 중 하나이나, 경제적 이유와는 거리가 멀다.
    완전 연소가 되는지 확인하기 위해서: 완전 연소 확인은 중요하지만, 그 목적은 결국 열효율 증대와 연료 절감으로 이어진다.
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8. 다음 가스 중 저위발열량(kcal/kg)이 가장 낮은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 아세틸렌
  4. 에탄
(정답률: 57%)
  • 아세틸렌은 제시된 가스 중 저위발열량(kcal/kg)이 가장 낮다.
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9. 분진을 포함하고 있는 가스를 선회시켜 입자에 원심력을 주어 분리시키는 방법으로서 고성능집진장치의 전처리용으로 주로 사용되는 것은?

  1. 전기식 집진장치
  2. 벤투리스크러버
  3. 사이클론 집진장치
  4. 백필터 집진장치
(정답률: 79%)
  • 사이클론 집진장치는 가스를 선회시켜 입자에 원심력을 주어 분리하는 장치로, 고성능 집진장치의 전처리용으로 주로 사용됩니다.
    전기식 집진장치: 전기력을 이용하여 분진을 포집하므로 오답.
    벤투리스크러버: 액적을 이용하여 분진을 포집하는 습식 집진장치이므로 오답.
    백필터 집진장치: 여과포를 이용하여 분진을 포집하는 건식 집진장치이므로 오답.
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10. 저위발열량 93766kJ/Nm3의 C3H8을 공기비 1.2로 연소시킬 때의 이론연소온도는 약 몇 K 인가? (단, 배기가스의 평균비열은 1.653kJ/Nm3ㆍK이고 다른 조건은 무시한다.)

  1. 1656
  2. 1756
  3. 1856
  4. 1956
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 연료의 저위발열량, 공기비, 배기가스 평균비열을 이용하여 이론연소온도를 구합니다.
    이론연소온도(T)는 연료의 저위발열량을 실제 배기가스량과 평균비열의 곱으로 나누어 계산합니다.
    먼저 C3H8의 이론 공기량(A0)과 실제 배기가스량(Gg)을 구합니다.
    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
    이론 산소량 = 5 Nm3/Nm3-fuel
    이론 공기량(A0) = 5 / 0.21 = 23.81 Nm3-air/Nm3-fuel
    실제 공기량 = 공기비 × 이론 공기량 = 1.2 × 23.81 = 28.572 Nm3-air/Nm3-fuel
    실제 배기가스량(Gg) = (실제 공기량 × 0.79) + (실제 공기량 - 이론 공기량) × 0.21 + CO2량 + H2O량
    $$G_g = (1.2 · A_0 · 0.79) + (1.2 - 1) · A_0 · 0.21 + V_{CO2} + V_{H2O}$$

    $$G_g = (28.572 · 0.79) + (0.2 · 23.81 · 0.21) + 3 + 4$$

    $$G_g = 22.57 + 1 + 3 + 4 = 30.57 Nm^3/Nm^3-fuel$$

    이론연소온도(T)는 다음과 같습니다.
    $$T = \frac{LHV}{G_g · C_p}$$

    $$T = \frac{93766}{30.57 · 1.653}$$

    $$T = 1855.6 K$$
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11. 어떤 열설비에서 연료가 완전연소하였을 경우에 배기가스 내의 잉여 산소농도가 10% 이었다. 이 때 이 연소기기의 공기비는 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.5
  3. 1.9
  4. 2.5
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 배기가스 내의 잉여 산소농도를 이용하여 연소기기의 공기비를 구합니다.
    공기비(m)는 잉여 산소농도(O2)를 통해 계산할 수 있습니다.
    $$m = \frac{21}{21 - O_2}$$

    $$m = \frac{21}{21 - 10}$$

    $$m = 1.909$$
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12. 고위발열량이 9000kcal/kg인 연료 3kg이 연소할 때의 총저위발열량은 약 몇 kcal인가? (단, 이 연료 1kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어 있다.)

  1. 12300
  2. 24550
  3. 43880
  4. 51800
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 연료의 고위발열량, 수소분, 수분 함량을 이용하여 총저위발열량을 구합니다.
    저위발열량(LHV)은 고위발열량(HHV)에서 수소와 수분에 의한 잠열 손실을 제외한 값입니다.
    $$LHV_{kg} = HHV - 600 · (9H + W)$$

    $$LHV_{kg} = 9000 - 600 · (9 · 0.15 + 0.01)$$

    $$LHV_{kg} = 8184 kcal/kg$$

    총저위발열량은 연료량 3kg을 곱하여 구합니다.
    $$LHV_{total} = 8184 kcal/kg · 3 kg$$

    $$LHV_{total} = 24552 kcal$$
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13. 폐열회수에 있어서 검토해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 폐열의 증가 방법에 대해서 검토한다.
  2. 폐열회수의 경제적 가치에 대해서 검토한다.
  3. 폐열의 양 및 질과 이용 가치에 대해서 검토한다.
  4. 폐열회수 방법과 이용 방안에 대해서 검토한다.
(정답률: 82%)
  • 폐열의 증가는 폐열회수의 목적이 아니며, 폐열회수는 발생한 폐열을 효율적으로 이용하는 것이 목표입니다.
    폐열회수의 경제적 가치에 대해서 검토한다: 폐열회수 시 중요한 검토 사항입니다.
    폐열의 양 및 질과 이용 가치에 대해서 검토한다: 폐열회수 시 중요한 검토 사항입니다.
    폐열회수 방법과 이용 방안에 대해서 검토한다: 폐열회수 시 중요한 검토 사항입니다.
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14. 프로판 1Nm3의 완전연소에 필요한 이론산소량(Nm3)은?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 5
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 프로판의 완전연소 반응식을 통해 이론산소량을 계산합니다.
    $$C_3H_8 + 5O_2 → 3CO_2 + 4H_2O$$

    $$1Nm^3 + 5Nm^3 → 3Nm^3 + 4Nm^3$$

    $$5$$
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15. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 어떤 성분 때문인가?

  1. 황
  2. 탄소
  3. 질소
  4. 수소
(정답률: 83%)
  • 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연료 중 수소 성분이 연소하여 생성되는 수증기의 잠열 때문입니다.
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16. 기체연료의 일반적인 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 화염온도의 상승이 비교적 용이하다
  2. 연소 후에 유해성분의 잔류가 거의 없다.
  3. 연소장치의 온도 및 온도분포의 조절이 어렵다.
  4. 다량으로 사용하는 경우 수송 및 저장이 어렵다.
(정답률: 77%)
  • 기체 연료는 연소장치의 온도 및 온도 분포 조절이 용이합니다.
    화염온도의 상승이 비교적 용이하다: 기체 연료의 장점입니다.
    연소 후에 유해성분의 잔류가 거의 없다: 기체 연료의 장점입니다.
    다량으로 사용하는 경우 수송 및 저장이 어렵다: 기체 연료의 단점입니다.
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17. 석탄의 저장 시 자연발화를 방지하기 위하여 탄층 1m 깊이의 온도를 측정하여 몇 ℃ 이하가 되도록 하는 것이 가장 적당한가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 75%)
  • 석탄의 자연발화 방지를 위해 탄층 1m 깊이의 온도는 60℃ 이하로 유지하는 것이 가장 적절합니다.
    40: 너무 낮은 온도로, 현실적인 관리 기준이 아닙니다.
    80: 자연발화 위험이 높아 부적절한 온도입니다.
    100: 자연발화가 발생할 수 있는 매우 위험한 온도입니다.
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18. 실제기체가 이상기체의 방정식을 근사적으로 만족하는 경우는?

  1. 압력이 높고 온도가 낮을 때
  2. 압력과 온도가 낮을 때
  3. 압력이 낮고 온도가 높을 때
  4. 압력과 온도가 높을 때
(정답률: 77%)
  • 실제 기체는 분자 간 인력이 거의 없고 분자 자체의 부피가 무시할 수 있을 때 이상 기체 방정식을 잘 만족합니다.
    압력이 낮고 온도가 높을 때: 압력이 낮으면 분자 간 거리가 멀어져 인력이 약해지고, 온도가 높으면 분자 운동 에너지가 커져 분자 자체의 부피가 상대적으로 무시할 수 있게 되어 이상 기체에 가깝게 행동합니다.
    압력이 높고 온도가 낮을 때: 분자 간 인력이 강해지고 분자 자체의 부피가 중요해져 이상 기체에서 벗어납니다.
    압력과 온도가 낮을 때: 온도가 낮으면 분자 간 인력이 강해져 이상 기체에서 벗어납니다.
    압력과 온도가 높을 때: 압력이 높으면 분자 간 인력이 강해지고 분자 자체의 부피가 중요해져 이상 기체에서 벗어납니다.
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19. 질소산화물의 생성을 억제하는 방법이 아닌 것은?

  1. 물분사법
  2. 2단 연소법
  3. 배출가스 재순환법
  4. 고농도(高濃度)산소 연소법
(정답률: 79%)
  • 질소산화물(NOx)은 고온, 고압, 고농도 산소 조건에서 생성이 촉진되므로, 이를 억제하기 위해서는 반대 조건을 조성해야 합니다.
    고농도(高濃度)산소 연소법: 연소 온도를 높이고 산소 농도를 증가시켜 NOx 생성을 촉진하므로, NOx 억제 방법이 아닙니다.
    물분사법: 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제합니다.
    2단 연소법: 연소 온도를 낮추고 환원 분위기를 조성하여 NOx 생성을 억제합니다.
    배출가스 재순환법: 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 희석하여 NOx 생성을 억제합니다.
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20. 연소시 배기가스량을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, G : 배가스량, Go : 이론배가스량, Ao : 이론공기량, m : 공기비이다.)

  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: 79%)
  • 실제 배기가스량은 이론 배기가스량에 과잉 공기량을 더한 값입니다.
    G = Go + (m-1) Ao
    Go는 이론 배기가스량, Ao는 이론 공기량, m은 공기비이며, (m-1)Ao는 과잉 공기량을 나타냅니다.
    G = Go + (m+1) Ao: 과잉 공기량이 잘못 계산되었습니다.
    G = Go - (m+1) Ao: 과잉 공기량을 빼는 것이 아니라 더해야 하며, 계산도 잘못되었습니다.
    G = Go + (1-m) Ao: 과잉 공기량이 잘못 계산되었습니다.
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2과목: 열역학

21. 어떤 기체의 정압비열이 다음 식으로 표현될 때 32℃와 800℃ 사이에서의 이 기체의 평균 정압 비열(Cp)은? (단, Cp의 단위는 kJ/molㆍ℃.T의 단위는 ℃이다.)

  1. 35.35
  2. 43.36
  3. 57.43
  4. 95.84
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 주어진 비열식을 이용하여 특정 온도 범위에서의 평균 정압 비열을 구합니다.
    평균 정압 비열은 주어진 온도 범위에서 비열식을 적분한 후 온도 변화량으로 나누어 구합니다.
    $$C_{p,avg} = \frac{1}{T_2 - T_1} \int_{T_1}^{T_2} C_p dT$$

    $$C_{p,avg} = \frac{1}{800 - 32} \int_{32}^{800} (35.35 + 2.409 × 10^{-2}T - 0.9033 × 10^{-5}T^2) dT$$

    $$C_{p,avg} = 43.36$$
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22. 증기의 기본적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 물의 3중점은 물과 얼음과 증기의 3상이 공존하는 점이며 이 점의 온도는 0.01℃(273.16K)이다.
  2. 임계점에서는 액상과 기상의 구분이 없다.
  3. 임계 압력하에서의 증발열은 0이 된다.
  4. 증발 잠열은 포화 압력이 높아질수록 커진다.
(정답률: 74%)
  • 증발 잠열은 포화 압력이 높아질수록 감소하며, 임계점에서는 0이 됩니다.
    따라서 "증발 잠열은 포화 압력이 높아질수록 커진다"는 설명은 틀렸습니다.
    물의 3중점은 물과 얼음과 증기의 3상이 공존하는 점이며 이 점의 온도는 0.01℃(273.16K)이다: 이 설명은 증기의 기본적 성질에 대한 옳은 설명입니다.
    임계점에서는 액상과 기상의 구분이 없다: 이 설명은 증기의 기본적 성질에 대한 옳은 설명입니다.
    임계 압력하에서의 증발열은 0이 된다: 이 설명은 증기의 기본적 성질에 대한 옳은 설명입니다.
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23. 포화액의 온도를 유지하면서 압력을 높이면 어떤 상태가 되는가?

  1. 습증기
  2. 압축(과냉)액
  3. 과열증기
  4. 포화액
(정답률: 70%)
  • 포화액의 온도를 유지한 채 압력을 높이면, 해당 온도에서의 포화 압력보다 높아지므로 액체는 과냉각 상태가 되어 압축액이 됩니다.
    습증기: 압력을 높이면 증기 상태에서 액체 상태로 변하려는 경향이 강해지므로 오답.
    과열증기: 압력을 높이면 과열증기가 아닌 액체 상태로 변하려는 경향이 강해지므로 오답.
    포화액: 압력이 높아지면 더 이상 포화액 상태를 유지하지 못하고 과냉각 상태가 되므로 오답.
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24. 간극체적이 피스톤 행정 체적의 8%인 피스톤 기관의 압축비는?

  1. 13.5
  2. 12.5
  3. 1.08
  4. 0.08
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 간극체적과 행정체적을 이용하여 기관의 압축비를 계산합니다.
    압축비는 (행정체적 + 간극체적)을 간극체적으로 나눈 값입니다.
    $$r = \frac{V_s + V_c}{V_c}$$

    $$r = \frac{V_s + 0.08 V_s}{0.08 V_s}$$

    $$r = \frac{1.08}{0.08} = 13.5$$
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25. 저 발열량 11000kcal/kg인 연료를 연소시켜서 900kW의 동력을 얻기 위해서는 매 분당 약 몇 kg의 연료를 연소시켜야 하는가? (단, 연료는 완전연소되며 발생한 열량의 50%가 동력으로 변환된다고 가정한다.)

  1. 1.37
  2. 2.34
  3. 3.82
  4. 4.17
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 연료의 발열량과 동력 변환 효율을 이용하여 필요한 연료 연소량을 계산합니다. 1kW는 860kcal/h와 같습니다.
    연료 연소량 $$(kg/min) = \frac{\text{필요 동력} (kW) × \frac{860 kcal/h}{1 kW} × \frac{1 h}{60 min}}{\text{저 발열량} (kcal/kg) × \text{효율}}$$
    연료 연소량 $$(kg/min) = \frac{900 × \frac{860}{1} × \frac{1}{60}}{11000 × 0.5}$$
    연료 연소량 $$(kg/min) = 2.34$$
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26. 랭킨 사이클의 순서를 차례대로 옳게 나열한 것은?

  1. 단열압축-정압가열-단열팽창-정압냉각
  2. 단열압축-등온가열-단열팽창-정적냉각
  3. 단열압축-동적가열-등압팽창-정압냉각
  4. 단열압축-정압가열-단열팽창-정적냉각
(정답률: 81%)
  • 랭킨 사이클은 증기 동력 사이클의 이상적인 형태로, 펌프(단열압축), 보일러(정압가열), 터빈(단열팽창), 응축기(정압냉각)의 4가지 과정으로 구성됩니다.
    단열압축-정압가열-단열팽창-정압냉각은 랭킨 사이클의 올바른 순서입니다.
    단열압축-등온가열-단열팽창-정적냉각: 등온가열과 정적냉각은 랭킨 사이클의 과정이 아닙니다.
    단열압축-동적가열-등압팽창-정압냉각: 동적가열과 등압팽창은 랭킨 사이클의 과정이 아닙니다.
    단열압축-정압가열-단열팽창-정적냉각: 정적냉각은 랭킨 사이클의 과정이 아닙니다.
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27. 액화공정을 나타낸 그래프에서 ①, ②, ③ 과정 중 액화가 불가능한 공정을 나타낸 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ①, ②, ③
(정답률: 78%)
  • 액화는 줄-톰슨 효과에 의해 냉각이 일어나는 역전 곡선 내부에서만 가능합니다.
    역전 곡선 내부에 있으므로 액화가 가능합니다.
    역전 곡선 내부에 있으므로 액화가 가능합니다.
    , , 과 는 액화가 가능하므로 오답입니다.
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28. 온도가 T1인 이상기체를 가역단열과정으로 압축하였다. 압력이 P1에서 P2로 변하였을 때, 압축 후의 온도 T2를 옳게 나타낸 것은? (단, k는 이상기체의 비열비를 나타낸다.)

(정답률: 65%)
  • 이 문제는 이상기체의 가역단열과정에서 압력과 온도의 관계식을 묻는 문제입니다.
    가역단열과정에서 T와 P의 관계는 다음과 같습니다.
    $$T_2 = T_1 \left( \frac{P_2}{P_1} \right)^{(k-1)/k}$$
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29. 등온 압축계수 K를 옳게 표시한 것은?

(정답률: 59%)
  • 등온 압축계수 K는 온도가 일정할 때 압력 변화에 따른 부피 변화율을 나타내는 척도로, 부피가 감소할 때 압축계수가 양수가 되도록 음의 부호를 붙입니다.
    $$K = -\frac{1}{V} \left( \frac{dV}{dP} \right)_T$$
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30. 압력이 100kPa 인 기를 가열하여 200kPa가 되었다. 초기 상태 공기의 비체적을 1m3/kg, 최종 상태 공기의 비체적을 2m3/kg이라고 할 때, 이 과정 동안의 엔트로피의 변화량은 약 몇 kJ/kgㆍK인가? (단, 공기의 정적비열은 0.7kJ/kgㆍK, 정압비열은 1.0 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 0.3
  2. 0.52
  3. 1.0
  4. 1.18
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 이상기체의 엔트로피 변화량을 계산하는 문제입니다.
    주어진 압력과 비체적, 비열 값을 이용하여 엔트로피 변화량을 구합니다.
    $$\Delta s = c_v \ln \left( \frac{P_2 v_2}{P_1 v_1} \right) + R \ln \left( \frac{v_2}{v_1} \right)$$

    (단, 기체 상수 R = c_p - c_v = 1.0 - 0.7 = 0.3 kJ/kg·K)
    $$\Delta s = 0.7 \ln \left( \frac{200 × 2}{100 × 1} \right) + 0.3 \ln \left( \frac{2}{1} \right)$$

    $$\Delta s = 1.18$$
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31. 공기의 기체상수 R이 0.287kJ/kgㆍK일 때 표준상태(0℃, 1기압)에서 밀도는 약 몇 kg/m3인가?

  1. 1.29
  2. 1.87
  3. 2.14
  4. 2.48
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 이상 기체 상태 방정식을 이용하여 공기의 밀도를 구하는 문제입니다.
    P = ρRT 공식을 사용합니다.
    $$\rho = \frac{P}{RT}$$

    표준상태는 0℃(273.15 K), 1기압(101.325 kPa)입니다.
    기체상수 R은 0.287 kJ/kg·K입니다.
    $$\rho = \frac{101.325 kPa}{0.287 kJ/(kg · K) · 273.15 K}$$

    $$\rho = 1.2929 kg/m^3$$
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32. 무차원이 아닌 것은?

  1. 비리멀계수
  2. 마하수
  3. 임계 압력비
  4. 노즐 효율
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 무차원량이 아닌 것을 찾는 문제입니다.
    각 보기의 정의를 통해 차원 유무를 판단합니다.
    비리멀계수: 이상 기체 상태 방정식의 보정항으로, 두 번째 비리얼 계수는 부피/몰의 차원을 가집니다.
    마하수: 유체 속도와 음속의 비로, 무차원량입니다.
    임계 압력비: 임계 압력과 정체 압력의 비로, 무차원량입니다.
    노즐 효율: 실제 운동 에너지와 이상적인 운동 에너지의 비로, 무차원량입니다.
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33. 엔탈피가 3140kJ/kg인 과열증기가 노즐에 저속상태로 들어와 출구에서 엔탈피가 3010kJ/kg인 상태로 나갈 때 출구에서의 수증기 속도(m/s)는?

  1. 8
  2. 25
  3. 160
  4. 510
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 노즐에서의 유체 속도 변화를 구하는 문제입니다.
    정상 유동 에너지 방정식을 적용하여 엔탈피 변화가 운동 에너지 변화로 전환됨을 이용합니다.
    $$V_2 = \sqrt{2(h_1 - h_2)}$$

    엔탈피는 kJ/kg 단위이므로 J/kg으로 변환하기 위해 1000을 곱합니다.
    $$V_2 = \sqrt{2 · (3140 - 3010) · 1000}$$

    $$V_2 = 509.9 m/s$$
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34. 가역적으로 움직이는 열기관이 260℃에서 200kJ의 열을 흡수하여 40℃로 배출한다. 40℃의 열저장조로 배출한 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 0
  2. 33
  3. 47
  4. 117
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 가역 열기관의 열량 관계를 묻는 문제입니다.
    카르노 사이클의 효율 또는 열량과 절대 온도의 비례 관계를 이용합니다.
    $$\frac{Q_H}{T_H} = \frac{Q_L}{T_L}$$

    여기서 T_H = 260℃ + 273.15 = 533.15 K, T_L = 40℃ + 273.15 = 313.15 K 입니다.
    $$\frac{200 kJ}{533.15 K} = \frac{Q_L}{313.15 K}$$

    $$Q_L = 117.39 kJ$$
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35. 이상기체 1mol이 그림의 a과정을 따를 때 내부 에너지의 변화량은 약 몇 J인가? (단, 정적비열 Cv는 1.5R이고, 기체상수 R값은 8.314kJ/kmolㆍ℃이다.)

  1. 498
  2. 760
  3. 998
  4. 1013
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 이상기체의 내부 에너지 변화량을 구하는 문제입니다.
    내부 에너지 변화는 정적비열과 온도 변화에 비례합니다.
    $$\Delta U = n C_v \Delta T$$

    주어진 R값(8.314 kJ/kmol·℃)을 J/mol·K로 변환하면 8.314 J/mol·K입니다.
    과정 'a'는 2(150℃)에서 1(70℃)로 진행되지만, 보기가 양수이므로 온도 차이의 절댓값을 사용하거나 1에서 2로의 변화로 해석하여 계산합니다.
    $$\Delta U = 1 mol · 1.5 · 8.314 J/(mol · K) · (150 - 70) K$$

    $$\Delta U = 997.68 J$$
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36. 냉장고가 저온체에서 30kW에서 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 69%)
  • 냉장고의 성능계수(COP_R)는 저온체에서 흡수한 열량(QL)을 압축에 소요된 일(W)로 나눈 값입니다.
    압축에 소요된 일은 고온체로 방출된 열량(QH)에서 저온체에서 흡수한 열량(QL)을 뺀 값입니다.
    $$W = Q_H - Q_L$$

    $$W = 40 kW - 30 kW = 10 kW$$

    $$COP_R = \frac{Q_L}{W}$$

    $$COP_R = \frac{30 kW}{10 kW}$$

    $$COP_R = 3$$
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37. 냉동사이클의 T-s 선도에서 냉매단위질량당 냉각열량 qL과 압축기의 w를 옳게 나타낸 것은? (단, h는 엔탈피는 나타낸다.)

  1. qL=h3-h4, w=h2-h1
  2. qL=h1-h4, w=h2-h1
  3. qL=h2-h3, w=h1-h4
  4. qL=h3-h4, w=h1-h4
(정답률: 64%)
  • 냉동사이클의 T-s 선도에서 냉각열량(qL)은 증발기에서 흡수하는 열량으로 h1-h4이며, 압축기 일(w)은 압축 과정에서 소요되는 일로 h2-h1입니다.
    qL=h3-h4, w=h2-h1: qL은 증발기 과정(4-1)이므로 h1-h4가 맞고, h3-h4는 팽창밸브 과정으로 엔탈피 변화가 없으므로 오답.
    qL=h2-h3, w=h1-h4: qL은 증발기 과정(4-1)이므로 h1-h4가 맞고, h2-h3는 응축기에서 방출되는 열량이므로 오답.
    qL=h3-h4, w=h1-h4: qL은 증발기 과정(4-1)이므로 h1-h4가 맞고, h3-h4는 팽창밸브 과정으로 엔탈피 변화가 없으므로 오답.
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38. 실제기체를 이상기체로 근사시키기 가장 좋은 조건은?

  1. 고압, 저온
  2. 고압, 고온
  3. 저압, 저온
  4. 저압, 고온
(정답률: 74%)
  • 실제 기체가 이상 기체에 가깝게 행동하는 조건은 분자 간 인력이 거의 없고 분자 자체의 부피가 무시할 수 있을 때입니다.
    고압, 저온: 분자 간 거리가 가깝고 운동 에너지가 낮아 분자 간 인력이 커지므로 오답.
    고압, 고온: 분자 간 거리가 가깝지만 운동 에너지가 높아 인력의 영향이 줄어들지만, 고압으로 인해 분자 자체의 부피가 무시하기 어려워 오답.
    저압, 저온: 분자 간 거리는 멀지만 운동 에너지가 낮아 분자 간 인력의 영향이 상대적으로 커지므로 오답.
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39. 개방시스템 내의 이상기체에 대한 등온압축 과정에서 단위 질량당 일(w)을 표시하는 식은? (단, R은 기체상수, T는 절대온도, P는 압력, V는 체적, 첨자 1은 처음상태, 첨자 2는 나중상태이다.)

  4. P(V2-V1)
(정답률: 75%)
  • 개방 시스템 내 이상기체의 등온 압축 과정에서 단위 질량당 일은 RT ln(P1/P2)로 표현됩니다.
    RT ln (V2/V1): 등온 팽창 시 단위 질량당 일 또는 압축 시 부호가 반대이므로 오답.
    P1V1 ln (V2/V1): 등온 팽창 시 일의 표현이며, 단위 질량당 일이 아님. 또한 압축 시 부호가 반대이므로 오답.
    P(V2-V1): 정압 과정에서의 일 표현이므로 오답.
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40. 30℃~600℃에서 작동하는 카르노사이클의 열효율은 몇 %인가?

  1. 60.7%
  2. 65.3%
  3. 66.7%
  4. 68.5%
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 카르노사이클의 열효율을 계산하는 문제입니다.
    카르노사이클의 열효율은 고열원과 저열원의 절대온도를 이용하여 계산합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$

    $$\eta = 1 - \frac{(30 + 273.15)K}{(600 + 273.15)K}$$

    $$\eta = 0.653 \text{또는} 65.3\%$$
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3과목: 계측방법

41. 다음 중 파스칼의 원리를 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다.
  2. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한점에만 전달된다.
  3. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 반대편으로만 전달된다.
  4. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한점으로부터 일정 간격을 두고 차등적으로 전달된다.
(정답률: 82%)
  • 파스칼의 원리는 밀폐된 유체에 가해진 압력이 유체 내의 모든 지점과 용기의 벽면에 동일하게 전달된다는 원리입니다.
    밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다.: 파스칼의 원리를 정확히 설명합니다.
    밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한점에만 전달된다.: 압력이 한 곳에만 전달된다는 설명은 틀렸습니다.
    밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 반대편으로만 전달된다.: 압력이 한 방향으로만 전달된다는 설명은 틀렸습니다.
    밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한점으로부터 일정 간격을 두고 차등적으로 전달된다.: 압력이 차등적으로 전달된다는 설명은 틀렸습니다.
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42. 다음 중 탄성식 압력계가 아닌 것은?

  1. 부르돈관 압력계
  2. 벨로우즈 압력계
  3. 다이어프램 압력계
  4. 경사관 압력계
(정답률: 71%)
  • 탄성식 압력계는 압력에 의해 탄성체가 변형되는 정도를 측정하는 방식입니다.
    경사관 압력계는 액주의 높이 차이를 이용하여 압력을 측정하는 액주식 압력계이므로 탄성식 압력계가 아닙니다.
    부르돈관 압력계: 압력에 의해 부르돈관이 펴지는 변형을 이용합니다.
    벨로우즈 압력계: 압력에 의해 벨로우즈가 신축하는 변형을 이용합니다.
    다이어프램 압력계: 압력에 의해 다이어프램이 변형되는 정도를 이용합니다.
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43. 경보 및 액면 제어용으로 널리 사용되는 액면계는?

  1. 유리관식 액면계
  2. 차압식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 퍼지식 액면계
(정답률: 74%)
  • 부자식 액면계는 부력의 원리를 이용하여 액면의 변화를 직접적으로 감지하며, 접점 스위치 등을 통해 경보 및 제어 신호를 발생시키기 용이하여 널리 사용됩니다.
    유리관식 액면계: 액면을 직접 눈으로 확인하는 방식입니다.
    차압식 액면계: 액면의 높이에 따른 압력 차이를 측정하는 방식입니다.
    퍼지식 액면계: 공기나 불활성 가스를 주입하여 액면을 측정하는 방식입니다.
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44. 다음 중 기체크로마토그래피와 관련이 없는 것은?

  1. 컬럼(colum)
  2. 캐리어가스(carrier gas)
  3. 불꽃광도검출기(FPS)
  4. 속빈 음극등(hollow cathode lamp)
(정답률: 68%)
  • 기체크로마토그래피는 시료를 분리하고 검출하는 분석 기법입니다.
    속빈 음극등(hollow cathode lamp)은 원자 흡수 분광법(AAS)에서 특정 원소의 흡수 스펙트럼을 측정하기 위한 광원으로 사용되므로 기체크로마토그래피와 관련이 없습니다.
    컬럼(column): 시료의 분리가 일어나는 핵심 부분입니다.
    캐리어가스(carrier gas): 이동상으로 시료를 운반하는 역할을 합니다.
    불꽃광도검출기(FPS): 인, 황 화합물 검출에 사용되는 기체크로마토그래피 검출기 중 하나입니다.
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45. 열전대온도계의 보호관 중 상용 사용온도가 약 1000℃이며 내열성, 내산성이 우수하나 환원성가스에 기밀성이 약간 떨어지는 것은?

  1. 카보런덤관
  2. 자기관
  3. 석영관
  4. 황동관
(정답률: 64%)
  • 석영관은 약 1000℃까지 사용 가능하며 내열성, 내산성이 우수하지만, 환원성 가스에 대한 기밀성이 다소 떨어지는 특징이 있다.
    카보런덤관: 내열성은 매우 우수하나 내산성은 약하므로 오답.
    자기관: 내열성, 내산성이 우수하나 1000℃ 이상에서 사용 시 변형될 수 있으므로 오답.
    황동관: 사용온도가 낮고 내열성, 내산성이 떨어지므로 오답.
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46. 1차 지연요소에서 시점수(T)가 클수록 어떻게 되는가?

  1. 응답속도가 느려진다.
  2. 응답속도가 빨라진다.
  3. 응답속도가 일정해진다.
  4. 시정수와 응답속도는 상관이 없다.
(정답률: 74%)
  • 1차 지연요소에서 시정수(T)는 시스템이 최종 값의 약 63.2%에 도달하는 데 걸리는 시간을 나타내며, 시정수가 클수록 응답이 느려진다.
    응답속도가 빨라진다: 시정수가 작을수록 응답속도가 빨라지므로 오답.
    응답속도가 일정해진다: 시정수 값에 따라 응답속도가 변하므로 오답.
    시정수와 응답속도는 상관이 없다: 시정수는 응답속도를 나타내는 중요한 지표이므로 오답.
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47. 다음 [보기]에서 설명하는 제어동작은?

  1. PD 동작
  2. 뱅뱅 동작
  3. PI 동작
  4. P동작
(정답률: 77%)
  • PI 동작은 P 동작의 잔류편차를 제거하고 I 동작의 느린 응답을 보완하는 제어 방식으로, 잔류편차가 없고 급변 시 진동이 발생하며 전달 지연이 크면 사이클링 주기가 길어지는 특징을 가진다.
    PD 동작: 잔류편차를 제거하지 못하므로 오답.
    뱅뱅 동작: 잔류편차가 발생하며, 제어량이 설정값을 중심으로 진동하므로 오답.
    P동작: 잔류편차가 발생하므로 오답.
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48. Rankine 온도가 671.07일 때 Kelvin 온도는 약 몇 도인가?

  1. 211
  2. 300
  3. 373
  4. 460
(정답률: 73%)
  • 이 문제는 랭킨 온도를 켈빈 온도로 변환하는 문제입니다.
    기본 공식: $$K = \frac{°R}{1.8}$$
    숫자 대입: $$K = \frac{671.07}{1.8}$$
    최종 결과: $$K = 372.816... \approx 373$$
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49. 다음 중 접촉법으로 측정되는 온도계는?

  1. 광고온계
  2. 열전대온도계
  3. 방사온도계
  4. 색온도계
(정답률: 78%)
  • 열전대온도계는 두 종류의 금속 접합부에 발생하는 열기전력을 이용하여 온도를 측정하는 접촉식 온도계이다.
    광고온계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
    방사온도계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
    색온도계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
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50. 탄성식 압력계의 일반 교정에 주로 사용되는 압력계는?

  1. 액주식 압력계
  2. 격막식 압력계
  3. 전기식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 80%)
  • 분동식 압력계는 중력과 질량을 이용하여 정확한 압력을 발생시키므로, 탄성식 압력계와 같은 다른 압력계의 교정 기준으로 널리 사용됩니다.
    액주식 압력계: 정밀도가 높지만, 교정 기준으로 사용하기에는 불편함이 있습니다.
    격막식 압력계: 탄성식 압력계의 일종으로, 교정 대상이 될 수 있습니다.
    전기식 압력계: 압력을 전기 신호로 변환하는 방식으로, 교정 대상이 될 수 있습니다.
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51. 압력식 온도계를 이용하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고체 팽창식
  2. 액체 팽착식
  3. 기체 팽착식
  4. 증기 팽착식
(정답률: 77%)
  • 압력식 온도계는 액체, 기체, 증기의 팽창에 따른 압력 변화를 이용하여 온도를 측정합니다.
    액체 팽착식: 압력식 온도계의 한 종류입니다.
    기체 팽착식: 압력식 온도계의 한 종류입니다.
    증기 팽착식: 압력식 온도계의 한 종류입니다.
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52. 월트만(Waltman)식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전자식 유량계의 일종이다.
  2. 용적식 유량계 중 박막식이다.
  3. 유속식 유량계 중 터빈식이다.
  4. 차압식 유량계 중 노즐식과 벤투리식을 혼합한 것이다.
(정답률: 66%)
  • 월트만(Waltman)식 유량계는 유체의 흐름에 의해 회전하는 터빈의 회전수를 측정하여 유량을 산출하는 유속식 유량계의 한 종류입니다.
    전자식 유량계의 일종이다: 전자기 유도 원리를 이용합니다.
    용적식 유량계 중 박막식이다: 일정 부피를 직접 측정합니다.
    차압식 유량계 중 노즐식과 벤투리식을 혼합한 것이다: 유체의 압력차를 이용합니다.
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53. 보일러를 자동 운전할 경우 송풍기가 작동되지 않으면 연료공급 전자 밸브가 열리지 않는 인터록의 종류는?

  1. 송풍기 인터록
  2. 전자밸브 인터록
  3. 프리퍼지 인터록
  4. 불착화 인터록
(정답률: 74%)
  • 프리퍼지 인터록은 연소 전 송풍기로 연소실 내 잔류 가스를 배출하여 폭발을 방지하는 안전 장치입니다.
    송풍기가 작동하지 않으면 프리퍼지가 불가능하므로 연료 공급을 차단합니다.
    송풍기 인터록: 송풍기 작동 여부를 확인하는 인터록이지만, 연료 공급 차단과 직접 연결되는 더 포괄적인 개념은 프리퍼지 인터록입니다.
    전자밸브 인터록: 전자밸브 자체의 작동을 제어하는 인터록으로, 송풍기 작동 여부와 직접적인 관계는 아닙니다.
    불착화 인터록: 점화가 되지 않을 때 연료 공급을 차단하는 인터록입니다.
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54. 유체의 흐름 중에 전열선을 넣고 유체의 온도를 높이는데 필요한 에너지를 측정하여 유체의 질량유량을 알 수 있는 것은?

  1. 토마스식 유량계
  2. 정전압식 유량계
  3. 정온도식 유량계
  4. 마그네틱식 유량계
(정답률: 69%)
  • 토마스식 유량계는 유체에 열을 가하여 온도를 상승시키고, 이때 필요한 열에너지를 측정하여 유체의 질량유량을 계산하는 열량 측정 원리를 이용합니다.
    정전압식 유량계: 유량계의 종류가 아닙니다.
    정온도식 유량계: 열선 유량계의 한 종류로, 열선의 온도를 일정하게 유지하는 데 필요한 전력을 측정하여 유량을 파악하는 방식입니다.
    마그네틱식 유량계: 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하여 전도성 유체의 유량을 측정하는 방식입니다.
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55. 면적식 유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정도가 높아 정밀측정에 적합하다.
  2. 측정하려는 유체의 밀도를 미리 알아야 한다.
  3. 압력손실이 적고 균등 유량을 얻을 수 있다.
  4. 슬러리나 부식성 액체의 츠정이 가능하다.
(정답률: 60%)
  • 면적식 유량계(로터미터)는 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 압력 손실이 적지만, 일반적으로 오리피스 유량계나 벤투리 유량계와 같은 차압식 유량계에 비해 정도가 낮아 정밀 측정에는 부적합합니다.
    측정하려는 유체의 밀도를 미리 알아야 한다: 로터의 부력과 유체의 밀도에 영향을 받으므로 정확한 측정을 위해 유체의 밀도를 알아야 합니다.
    압력손실이 적고 균등 유량을 얻을 수 있다: 유량 변화에 따라 면적이 자동으로 조절되어 압력 손실이 비교적 적고 안정적인 유량 측정이 가능합니다.
    슬러리나 부식성 액체의 츠정이 가능하다: 유로가 비교적 넓고 구조가 간단하여 슬러리나 부식성 유체 측정에 유리합니다.
  • 정답이 2번입니다.
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56. 다음 압력계 중 정도(精度)가 가장 높은 것은?

  1. 경사관 압력계
  2. 분동식 압력계
  3. 부르톤관식 압력계
  4. 다이어프램 압력계
(정답률: 70%)
  • 경사관 압력계는 액주계의 일종으로, 경사각을 이용하여 미소한 압력 변화를 큰 액주 높이 변화로 확대하여 측정하므로 높은 정밀도를 가집니다.
    분동식 압력계: 주로 압력계의 교정용 표준기로 사용되며, 일반적인 현장 측정용 압력계 중 가장 높은 정도를 가진다고 보기는 어렵습니다.
    부르톤관식 압력계: 구조가 간단하고 널리 사용되지만, 기계식 압력계로 정밀도는 중간 정도입니다.
    다이어프램 압력계: 부르돈관식과 유사하게 널리 사용되지만, 높은 정밀도를 요구하는 미소 압력 측정에는 한계가 있습니다.
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57. 차압식 유량계에서 압력차가 처음보다 4배 커지고 관의 지름이 1/2로 되었다면 나중 유량(Q2)과 처음유량(Q1)의 관계를 옳게 나타낸 것은?

  1. Q2=0.25×Q1
  2. Q2=0.35×Q1
  3. Q2=0.5×Q1
  4. Q2=0.71×Q1
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 차압식 유량계의 기본 원리인 유량과 압력차, 관 지름 간의 관계를 이용합니다.
    유량은 압력차의 제곱근에 비례하고, 관 지름의 제곱에 비례합니다.
    $$\frac{Q_2}{Q_1} = \left(\frac{D_2}{D_1}\right)^2 \sqrt{\frac{\Delta P_2}{\Delta P_1}}$$

    $$\frac{Q_2}{Q_1} = \left(\frac{1}{2}\right)^2 \sqrt{4}$$

    $$Q_2 = 0.5 × Q_1$$
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58. 벨로우즈(Bellows) 압력계에서 Bellows 탄성의 보조로 코일 스프링을 조합하여 사용하는 주된 이유는?

  1. 측정압력 범위를 넓히기 위하여
  2. 감도를 증대시키기 위하여
  3. 히스테리시스 현상을 없애기 위하여
  4. 측정지연 시간을 없애기 위하여
(정답률: 82%)
  • 코일 스프링을 조합하여 벨로우즈의 탄성 특성을 보정함으로써 압력 변화에 따른 지연 및 오차인 히스테리시스 현상을 줄일 수 있습니다.
    측정압력 범위를 넓히기 위하여: 스프링은 주로 선형성과 히스테리시스 개선에 기여하며, 범위 확장보다는 정밀도 향상에 가깝습니다.
    감도를 증대시키기 위하여: 스프링은 오히려 벨로우즈의 변위를 억제하여 감도를 낮출 수 있습니다.
    측정지연 시간을 없애기 위하여: 히스테리시스 현상과 관련은 있으나, 직접적인 측정 지연 시간 제거보다는 압력 변화에 대한 응답의 정확성을 높이는 데 목적이 있습니다.
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59. 열전도율형 CO2 분석계의 사용 시 주의사항에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 브리지의 공급 전류의 점검을 확실하게 한다.
  2. 셀의 주위 온도와 측정가스 온도는 거의 일정하게 유지시키고 온도의과도한 상승을 피한다.
  3. H2를 혼입시키면 정확도를 높이므로 같이 사용한다.
  4. 가스의 유속을 일정하게 하여야 한다.
(정답률: 85%)
  • 열전도율형 CO2 분석계는 H2의 열전도율이 CO2와 다르기 때문에 H2를 혼입하면 측정 정확도가 저하됩니다.
    브리지의 공급 전류의 점검을 확실하게 한다: 공급 전류가 일정해야 정확한 측정이 가능하므로 옳은 설명입니다.
    셀의 주위 온도와 측정가스 온도는 거의 일정하게 유지시키고 온도의 과도한 상승을 피한다: 열전도율은 온도에 민감하므로 온도를 일정하게 유지해야 하므로 옳은 설명입니다.
    가스의 유속을 일정하게 하여야 한다: 가스 유속 변화는 측정값에 영향을 줄 수 있으므로 일정하게 유지해야 하므로 옳은 설명입니다.
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60. 자동제어에서 미분동작을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 조절계의 출력 변화가 편차에 비례하는 동작
  2. 조절계의 출력 변화의 속도가 편차에 비례하는 동작
  3. 조절계의 출력 변화가 편차의 변화 속도에 비례하는 동작
  4. 조작량이 어떤 동작 신호의 값을 경계로 하여 완전히 전개 또는 전폐되는 동작
(정답률: 54%)
  • 미분동작(Derivative action)은 편차의 변화 속도에 비례하여 조절계의 출력을 변화시키는 동작입니다.
    조절계의 출력 변화가 편차에 비례하는 동작: 비례동작(P동작)에 대한 설명이므로 오답.
    조절계의 출력 변화의 속도가 편차에 비례하는 동작: 적분동작(I동작)에 대한 설명이므로 오답.
    조작량이 어떤 동작 신호의 값을 경계로 하여 완전히 전개 또는 전폐되는 동작: 온-오프(On-Off) 동작에 대한 설명이므로 오답.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 석면 보온재(石綿保溫材)의 최고 안전사용 온도는?

  1. 100℃
  2. 600℃
  3. 800℃
  4. 1000℃
(정답률: 67%)
  • 석면 보온재의 최고 안전사용 온도는 600℃입니다.
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62. 검사대상기기 조종자의 신고사유가 발생한 경우 발생한 날로부터 며칠 이내에 신고하여야 하는가?

  1. 7일
  2. 15일
  3. 30일
  4. 60일
(정답률: 67%)
  • 검사대상기기 조종자의 신고는 발생일로부터 30일 이내에 해야 합니다.
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63. 평균에너지 소비효율의 산정방법에 대한 내용 중 틀린 것은?

  1. 산정방법, 개선기산, 공표방법 등 필요한 사항은 지식경제부령으로 정한다.
  2. 산정방법은 이다.
  3. 평균에너지 소비효율의 개선기간은 개선명령으로부터 다음해 1월 31일까지로 한다.
  4. 개선명령을 받은 자는 개선명령일부터 60일 이내에 개선명령 이행계획을 수립하여 지식경제부장관에게 제출하여야 한다.
(정답률: 69%)
  • 평균에너지 소비효율의 개선기간은 개선명령을 받은 날부터 1년 이내이다.
    산정방법, 개선기산, 공표방법 등 필요한 사항은 지식경제부령으로 정한다: 법령에 명시된 내용이므로 오답.
    산정방법은 이다: 올바른 산정방법이므로 오답.
    개선명령을 받은 자는 개선명령일부터 60일 이내에 개선명령 이행계획을 수립하여 지식경제부장관에게 제출하여야 한다: 법령에 명시된 내용이므로 오답.
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64. 요로를 균일하게 가열하는 방법이 아닌 것은?

  1. 노내 가스를 순환시켜 연소 가스량을 많게 한다.
  2. 가열시간을 되도록 짧게 한다.
  3. 장염이나 축차연소를 행한다.
  4. 벽으로부터의 방사열을 적절히 이용한다.
(정답률: 76%)
  • 균일한 가열을 위해서는 충분한 시간을 두고 서서히 가열해야 한다.
    노내 가스를 순환시켜 연소 가스량을 많게 한다: 균일 가열에 도움이 되므로 오답.
    장염이나 축차연소를 행한다: 균일 가열에 도움이 되므로 오답.
    벽으로부터의 방사열을 적절히 이용한다: 균일 가열에 도움이 되므로 오답.
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65. 다음 중 슬래그와 접촉하여 가장 쉽게 침식되는 내화물은?

  1. 납석질 내화물
  2. 규석질 내화물
  3. 탄소질 내화물
  4. 마그네시아질 내화물
(정답률: 71%)
  • 마그네시아질 내화물은 염기성이므로 산성 슬래그에 매우 취약하다.
    납석질 내화물: 산성 슬래그에 비교적 강하므로 오답.
    규석질 내화물: 산성 내화물로 산성 슬래그에 강하므로 오답.
    탄소질 내화물: 슬래그 침식 저항성이 매우 우수하므로 오답.
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66. 다음 중 고로(blast furnace)의 특징에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 축열식, 탄화실, 연소실로 구분되며 탄화실에는 석탄 장입구와 가스를 배출시키는 상승관이 있다.
  2. 산소의 제거는 CO 가스에 의한 간접 환원반응과 코크스에 의한 직접 환원반응으로 이루어진다.
  3. 철광석 등의 원료는 노의 상부에서 투입되고 용선은 노 하부에서 배출된다.
  4. 노 내부의 반응을 촉진시키기 위해 안력을 높이거나 열풍의 온도를 높이는 경우도 있다.
(정답률: 59%)
  • 해당 설명은 고로가 아닌 코크스 오븐의 특징이다.
    산소의 제거는 CO 가스에 의한 간접 환원반응과 코크스에 의한 직접 환원반응으로 이루어진다: 고로의 환원 반응이므로 오답.
    철광석 등의 원료는 노의 상부에서 투입되고 용선은 노 하부에서 배출된다: 고로의 원료 투입 및 제품 배출 방식이므로 오답.
    노 내부의 반응을 촉진시키기 위해 안력을 높이거나 열풍의 온도를 높이는 경우도 있다: 고로의 조업 효율 향상 방법이므로 오답.
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67. 자발적 협약체결 기업의 지원 등에 따른 자발적 협약의 평가기준의 항목이 아닌 것은?

  1. 에너지 절감량 또는 온실가스 배출 감축량
  2. 계획 대비 달성률 및 투자실적
  3. 자원 및 에너지 재활용 노력
  4. 에너지이용합리화자금 활용실적
(정답률: 71%)
  • 자발적 협약의 평가기준은 에너지 절감 및 온실가스 감축 노력에 중점을 둔다.
    에너지 절감량 또는 온실가스 배출 감축량: 주요 평가 항목이므로 오답.
    계획 대비 달성률 및 투자실적: 주요 평가 항목이므로 오답.
    자원 및 에너지 재활용 노력: 주요 평가 항목이므로 오답.
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68. 한국산업표준에서 규정하고 있는 「내화물」의 내화도 하한치(下限値)는?

  1. SK16
  2. SK18
  3. SK26
  4. SK28
(정답률: 72%)
  • 한국산업표준에서 규정하고 있는 내화물의 내화도 하한치를 묻는 문제입니다.
    한국산업표준(KS)에서 규정하는 내화물의 내화도 하한치는 SK26입니다.
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69. 요ㆍ로의 열효율을 높이는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 요ㆍ로의 적정 압력 유지
  2. 폐가스의 폐열회수
  3. 발열량이 높은 연료 사용
  4. 적정한 연소장치 선택
(정답률: 68%)
  • 요ㆍ로의 열효율을 높이는 방법으로 가장 거리가 먼 것을 찾는 문제입니다.
    발열량이 높은 연료를 사용하는 것은 연료 자체의 특성이지, 요·로의 열효율을 높이는 직접적인 방법은 아닙니다.
    요ㆍ로의 적정 압력 유지: 연소 효율 및 열 전달 효율에 영향을 주어 열효율을 높이는 방법이다.
    폐가스의 폐열회수: 버려지는 열을 재활용하여 전체 시스템의 열효율을 높이는 대표적인 방법이다.
    적정한 연소장치 선택: 연료의 완전 연소와 열 전달 효율에 직접적인 영향을 미쳐 열효율을 높이는 방법이다.
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70. 에너지절약전문기업의 등록이 취소된 에너지절약전문기업은 원칙적으로 등록 취소일로부터 얼마의 기간이 지나면 다시 등록을 할 수 있는가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 80%)
  • 에너지절약전문기업의 등록 취소 후 재등록 가능 기간을 묻는 문제입니다.
    에너지이용 합리화법 시행규칙에 따라 등록 취소일로부터 2년이 지나야 다시 등록할 수 있습니다.
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71. 고압 배관용 탄소강관에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관의 제조는 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조한다.
  2. KS 규격 기호로 SPPS 라고 표기한다.
  3. 350℃이하, 100kg/cm2 이상의 압력범위에서 사용이 가능하다.
  4. NH3 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다.
(정답률: 80%)
  • 고압 배관용 탄소강관에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제입니다.
    고압 배관용 탄소강관의 KS 규격 기호는 SPPH입니다.
    SPPS: 압력 배관용 탄소강관의 KS 규격 기호이므로 오답.
    관의 제조는 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조한다: 고압 배관용 탄소강관의 제조 방식이므로 옳은 설명.
    350℃이하, 100kg/cm2 이상의 압력범위에서 사용이 가능하다: 고압 배관용 탄소강관의 사용 범위이므로 옳은 설명.
    NH3 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다: 고압 배관용 탄소강관의 주요 용도이므로 옳은 설명.
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72. 에너지이용합리화법에 의한 에너지관리자의 기본교육과정 교육기간으로 옳은 것은?

  1. 4시간
  2. 1일
  3. 3일
  4. 5일
(정답률: 79%)
  • 에너지이용합리화법에 따른 에너지관리자의 기본교육과정 교육기간은 1일이다.
    4시간: 교육기간이 아니므로 오답.
    3일: 교육기간이 아니므로 오답.
    5일: 교육기간이 아니므로 오답.
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73. 고온용 무기질 보온재로서 석영을 녹여 만들며, 내약품성이 뛰어나고, 최고사용온도가 1100℃정도인 것은?

  1. 유리섬유(glass wool)
  2. 석면(asbestos)
  3. 펄라이트(pearlite)
  4. 세라믹 파이버(ceramic fiber)
(정답률: 80%)
  • 세라믹 파이버는 석영을 녹여 만들며, 내약품성이 뛰어나고 최고 사용 온도가 1100℃ 정도로 고온용 보온재로 사용된다.
    유리섬유(glass wool): 최고 사용 온도가 350℃ 정도로 낮으므로 오답.
    석면(asbestos): 발암물질로 사용이 금지되었으므로 오답.
    펄라이트(pearlite): 최고 사용 온도가 700℃ 정도로 낮으므로 오답.
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74. 케스터블(castable)내화물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 사용현장에서 필요한 형상이나 치수로 자유롭게 성형할 수 있다.
  2. 시공 후 약 24시간 후에 건조, 승온이 가능하고 경화제로 알루미나시멘트를 사용한다.
  3. 잔존수축과 열팽창이 크고 노내 온도가 변화하면 스폴링을 잘 일으킨다.
  4. 점토질이 많이 사용되고 용도에 따라 고알루미나질이나 크롬질도 사용된다.
(정답률: 74%)
  • 캐스터블 내화물은 잔존수축과 열팽창이 작고, 스폴링에 강한 특성을 가진다.
    사용현장에서 필요한 형상이나 치수로 자유롭게 성형할 수 있다: 캐스터블 내화물의 장점이므로 오답.
    시공 후 약 24시간 후에 건조, 승온이 가능하고 경화제로 알루미나시멘트를 사용한다: 캐스터블 내화물의 일반적인 특성이므로 오답.
    점토질이 많이 사용되고 용도에 따라 고알루미나질이나 크롬질도 사용된다: 캐스터블 내화물의 재료 특성이므로 오답.
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75. 에너지절약전문기업 등록의 취소요건이 아닌 것은?

  1. 규정에 의한 등록기준에 미당하게 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: 81%)
  • 에너지절약전문기업 등록 취소 요건은 법규에 명시된 사항이며, 사업수행과 관련하여 다수의 민원을 일으킨 때는 직접적인 취소 요건이 아니다.
    규정에 의한 등록기준에 미당하게 된 때: 등록 취소 요건이므로 오답.
    보고를 하지 아니하거나 허위보고를 한 때: 등록 취소 요건이므로 오답.
    정당한 사유 없이 등록 후 3년 이상 계속하여 사업수행실적이 없는 때: 등록 취소 요건이므로 오답.
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76. 내화물의 구비조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 상온에서 압축강도가 작을 것
  2. 내마모성 및 내침식성을 가질 것
  3. 재가열 시 수축이 적을 것
  4. 사용온도에서 연화변형하지 않을 것
(정답률: 74%)
  • 내화물은 고온에서 사용되므로 상온에서도 충분한 압축강도를 가져야 한다.
    상온에서 압축강도가 작을 것: 내화물은 고온뿐만 아니라 상온에서도 충분한 압축강도를 가져야 하므로 오답.
    내마모성 및 내침식성을 가질 것: 내화물의 중요한 구비조건이므로 오답.
    재가열 시 수축이 적을 것: 재가열 시 수축이 적어야 하므로 오답.
    사용온도에서 연화변형하지 않을 것: 고온에서 변형되지 않아야 하므로 오답.
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77. 다음 중 개조검사에 해당되지 않는 경우는?

  1. 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우
  2. 보일러 섹션의 증감에 의하여 용량을 변경하는 경우
  3. 보일러 본체를 단열재로 보강하는 경우
  4. 연료 또는 연소방법을 변경하는 경우
(정답률: 60%)
  • 보일러 본체를 단열재로 보강하는 것은 보일러의 성능 향상이나 에너지 효율 증대를 위한 조치로, 보일러의 구조나 압력부, 연소 방식 등 안전에 직접적인 영향을 미치는 주요 부분을 변경하는 개조검사 대상에 해당하지 않는다.
    증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우: 보일러의 용도 및 운전 방식이 변경되므로 개조검사 대상이다.
    보일러 섹션의 증감에 의하여 용량을 변경하는 경우: 보일러의 주요 구조 및 용량이 변경되므로 개조검사 대상이다.
    연료 또는 연소방법을 변경하는 경우: 연소 시스템의 변경은 보일러의 안전 및 성능에 중대한 영향을 미치므로 개조검사 대상이다.
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78. 마그네시아질 내화물이 수증기에 의해서 조직이 악화되는 현상은?

  1. 슬레킹(slaking) 현상
  2. 더스팅(dusting) 현상
  3. 침식 현상
  4. 스폴링(spalling) 현상
(정답률: 69%)
  • 슬레킹(slaking) 현상은 마그네시아(MgO)와 같은 염기성 내화물이 수증기와 반응하여 수산화마그네슘(Mg(OH)2)으로 변하면서 부피 팽창과 함께 조직이 파괴되는 현상이다.
    더스팅(dusting) 현상: 일산화탄소(CO)가 철분과 반응하여 탄소를 석출시키고 내화물을 분말화시키는 현상이다.
    침식 현상: 고온에서 용융된 슬래그나 재에 의해 내화물이 화학적으로 침식되어 손상되는 현상이다.
    스폴링(spalling) 현상: 급격한 온도 변화나 기계적 충격 등으로 인해 내화물 표면이 박리되거나 균열이 생기는 현상이다.
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79. 산(酸) 등의 화학약품을 차단하는데 주로 사용하는 밸브로서 내약품성, 내열성의 고무로 만든 것을 밸브시트에 밀어붙여서 유량을 조절하는 밸브는?

  1. 다이어프램밸브
  2. 슬루우스밸브
  3. 버터플라이밸브
  4. 체크밸브
(정답률: 80%)
  • 다이어프램 밸브는 유체가 밸브의 작동부와 직접 접촉하지 않도록 다이어프램으로 격리하여 부식성 유체나 슬러리 유체에 적합하며, 내약품성 고무 재질의 다이어프램을 사용하여 유량을 조절한다.
    슬루우스밸브: 유량 조절보다는 개폐용으로 주로 사용하며, 유체와 접촉하는 부분이 많아 부식성 유체에 부적합하다.
    버터플라이밸브: 주로 대유량의 개폐 및 조절에 사용되나, 다이어프램 밸브처럼 유체와 작동부를 완전히 격리하지는 않는다.
    체크밸브: 유체의 역류를 방지하는 목적으로 사용되는 밸브이다.
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80. 에너지이용 합리화 기본계획에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지식경제부장관은 매 5년 마다 수립하여야 한다.
  2. 에너지절약형 경제구조로의 전환에 관한 사항이 포함되어야 한다.
  3. 지식경제부장관은 시행결과를 평가하고, 해당 관계 행정기관의 장과 시, 도지사에게 그 평가 내용을 통보하여야 한다.
  4. 관련행정기관의 장은 매년 실시 계획을 수립하고 그 결과를 반기별로 지식경제부장관에게 제출하여야 한다.
(정답률: 71%)
  • 관련행정기관의 장은 매년 실시 계획을 수립하고 그 결과를 매년 지식경제부장관에게 제출하여야 하므로, '반기별로' 제출한다는 내용은 틀렸다.
    지식경제부장관은 매 5년 마다 수립하여야 한다: 에너지이용 합리화법에 따라 5년마다 기본계획을 수립한다.
    에너지절약형 경제구조로의 전환에 관한 사항이 포함되어야 한다: 기본계획에 포함되어야 할 사항 중 하나이다.
    지식경제부장관은 시행결과를 평가하고, 해당 관계 행정기관의 장과 시, 도지사에게 그 평가 내용을 통보하여야 한다: 시행결과 평가 및 통보는 지식경제부장관의 업무이다.
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5과목: 열설비설계

81. 열확산계수에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단위는 m2/s이다.
  2. 열전도성을 나타낸다.
  3. 온도에 대한 함수이다.
  4. 열용량 계수에 비례한다.
(정답률: 46%)
  • 열확산계수는 열전도율을 밀도와 정압비열의 곱(체적 열용량)으로 나눈 값이므로, 열용량 계수에 반비례한다.
    단위는 m²/s이다: 열확산계수의 단위는 m²/s가 맞다.
    열전도성을 나타낸다: 열확산계수는 물질의 열전도성을 나타내는 지표 중 하나이다.
    온도에 대한 함수이다: 물질의 열전도율, 밀도, 비열 등이 온도에 따라 변하므로 열확산계수도 온도에 대한 함수이다.
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82. 노통보일러 중 원통형의 노통이 2개인 보일러는?

  1. 라몬트보일러
  2. 바브콕보일러
  3. 다우삼보일러
  4. 랭커셔보일러
(정답률: 82%)
  • 랭커셔보일러는 원통형 노통이 2개인 노통보일러이다.
    라몬트보일러: 강제순환식 수관보일러이므로 오답.
    바브콕보일러: 수관보일러이므로 오답.
    다우삼보일러: 노통보일러의 일종이나, 노통이 2개인 특징은 랭커셔보일러에 해당한다.
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83. 보일러통의 외경이 800mm이고 길이가 2500mm인 랭카셔 보일러의 전열면적은?

  1. 2.0m2
  2. 4.8m2
  3. 6.3m2
  4. 8.0m2
(정답률: 39%)
  • 랭카셔 보일러의 전열면적은 보일러통의 외경과 길이를 이용하여 근사적으로 계산합니다.
    $$A = 4 · D · L$$ (랭카셔 보일러 전열면적)
    $$A = 4 · 0.8 · 2.5$$

    $$A = 8.0$$
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84. 보일러 재료로 이용되는 대부분의 강철제는 200~300℃에서 최대의 강도를 유지하나 몇 ℃ 이상이 되면 재효의 강도가 급격히 저하되는가?

  1. 350℃
  2. 400℃
  3. 450℃
  4. 500℃
(정답률: 74%)
  • 보일러 재료로 이용되는 대부분의 강철제는 350℃ 이상이 되면 강도가 급격히 저하된다.
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85. 노통보일러에서 사용하는 스테이(버팀)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 도그스테이는 맨홀 뚜껑의 보강재 버팀이다.
  2. 경사버팀은 화실천장 과열부분의 입궤현상을 방지하는 버팀이다.
  3. 가세트버팀은 평형경판을 사용하여 경판, 동판 또는 관판이나 동판의지지 보강재이다.
  4. 튜브스테이는 연관의 팽창에 따른 관판이나 경판의 팽출에 대한 보강재이다.
(정답률: 54%)
  • 경사버팀은 평형경판을 지지하는 데 사용되며, 화실천장 과열부분의 입궤현상 방지는 주로 노통의 강도를 높이거나 특수 구조로 방지한다.
    도그스테이는 맨홀 뚜껑의 보강재 버팀이 맞다.
    가세트버팀은 평형경판을 지지하는 데 사용되는 보강재이다.
    튜브스테이는 연관의 팽창에 따른 관판이나 경판의 팽출을 방지하는 보강재이다.
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86. 노통연관식 보일러의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 외분식이므로 방산손실열량이 크다.
  2. 고압이나 대용량보일러로 적당하다.
  3. 내부청소가 간단하므로 급수처리가 필요 없다.
  4. 보일러의 크기에 비하여 전열면적이 크고 효율이 좋다.
(정답률: 56%)
  • 노통연관식 보일러는 노통과 연관을 통해 전열면적을 넓게 확보하여 보일러의 크기에 비하여 전열면적이 크고 효율이 좋습니다.
    외분식이므로 방산손실열량이 크다: 내분식 보일러이므로 오답.
    고압이나 대용량보일러로 적당하다: 저압, 중용량 보일러에 적합하므로 오답.
    내부청소가 간단하므로 급수처리가 필요 없다: 내부청소가 복잡하고, 급수처리는 모든 보일러에 필수적이므로 오답.
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87. 보일러 1마력을 상당 증발량으로 환산하면 약 몇 kg/h가 되는가?

  1. 3.05
  2. 15.65
  3. 30.05
  4. 34.55
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 보일러 1마력의 상당 증발량 정의를 묻는 문제입니다.
    보일러 1마력은 100℃의 물 15.65 kg을 100℃의 증기로 증발시키는 데 필요한 열량에 해당합니다.
    1 보일러마력 $$= 15.65 kg/h$$
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88. 다음 중 보일러의 탈산소재로 사용되지 않는 것은?

  1. 아황산나트륨
  2. 히드라진
  3. 탄닌
  4. 수산화나트륨
(정답률: 69%)
  • 수산화나트륨은 보일러수의 pH를 조절하는 알칼리제로 사용되며, 탈산소재가 아닙니다.
    아황산나트륨: 탈산소제로 사용되므로 오답.
    히드라진: 탈산소제로 사용되므로 오답.
    탄닌: 탈산소제로 사용되므로 오답.
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89. 열의 이동에 대한 설명 줄 틀린 것은?

  1. 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다.
  2. 대류란 유동물체가 고온부분에서 저온부분으로 이동하는 현상을 말한다.
  3. 복사란 전자파의 에너지형태로 열이 고온물체에서 저온물체로 이동하는 현상을 말한다.
  4. 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.
(정답률: 69%)
  • 열관류는 고체 벽을 사이에 두고 고온 유체에서 저온 유체로 열이 전달되는 현상을 말합니다.
    제시된 설명은 유체의 밀도 변화에 따른 상승 현상으로, 대류 현상 중 자연 대류에 해당합니다.
    전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다: 옳은 설명.
    대류란 유동물체가 고온부분에서 저온부분으로 이동하는 현상을 말한다: 옳은 설명.
    복사란 전자파의 에너지형태로 열이 고온물체에서 저온물체로 이동하는 현상을 말한다: 옳은 설명.
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90. 노벽의 두께가 200mm이고, 그 외측은 75mm의 석면판으로 보온되어 있다. 노벽의 내부온도가 400℃이고, 외측온도가 38℃일 경우 노벽의 면적이 10m2라면 열손실은 약 몇 kcal/h인가? (단, 노벽과 석면판의 평균 열전도도는 각각 3.3, 0.13kcal/mㆍhㆍ℃이다.)

  1. 4674
  2. 5674
  3. 6674
  4. 7674
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 다층 평판의 열전달 공식을 사용하여 열손실을 계산하는 문제입니다.
    $$Q = \frac{A · (T_1 - T_2)}{\frac{L_1}{k_1} + \frac{L_2}{k_2}}$$

    $$Q = \frac{10 m^2 · (400 - 38) ℃}{\frac{0.2 m}{3.3 kcal/m · h · ℃} + \frac{0.075 m}{0.13 kcal/m · h · ℃}}$$

    $$Q = 5674 kcal/h$$
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91. 물의 탁도(濁度)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 카올린 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  2. 카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  3. 탄산칼슘 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  4. 탄산칼슘 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
(정답률: 80%)
  • 물의 탁도는 물의 흐린 정도를 나타내는 지표입니다.
    카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 탁도의 정의로 옳은 설명입니다.
    카올린 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 카올린의 양이 1g이 아닌 1mg이 기준입니다.
    탄산칼슘 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 탁도 측정 기준 물질은 탄산칼슘이 아닌 카올린입니다.
    탄산칼슘 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 탁도 측정 기준 물질은 탄산칼슘이 아닌 카올린입니다.
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92. 어떤 원통형 탱크가 압력 3kg/cm3, 직경 5m, 강판 두께 10mm이다. 탱크의 이름 효율을 75%로 할 때 강판의 인장강도는 약 몇 kg/mm2로 하여야 하는가? (단, 탱크의 반경방향으로 두께에 응력이 유기되지 않는 이론값을 계산한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 300
  4. 400
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 원통형 탱크의 원주방향 응력(인장강도)을 계산하는 문제입니다.
    $$\sigma = \frac{P · D}{2 · t · \eta}$$

    $$\sigma = \frac{3 kg/cm^2 · 500 cm}{2 · 1 cm · 0.75}$$

    $$\sigma = 10 kg/mm^2$$
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93. 복사능 0.5, 전열면적 2m2인 물질이 복사능 0.8, 전열면적 10m2인 물질 속에 둘러싸여 복사전열이 일어날 때의 총괄호환인자(F12)는 약 얼마인가?

  1. 0.4
  2. 0.5
  3. 0.6
  4. 0.7
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 복사전열 총괄호환인자(F12)를 구하는 문제입니다.
    $$F_{12} = \frac{1}{\frac{1}{\epsilon_1} + \frac{A_1}{A_2}(\frac{1}{\epsilon_2}-1)}$$

    $$F_{12} = \frac{1}{\frac{1}{0.5} + \frac{2}{10}(\frac{1}{0.8}-1)}$$

    $$F_{12} = 0.5$$
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94. 노통 보일러에 2~3개의 겔로웨이관(Galloy tube)을 직각으로 설치하는 이유로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 노통을 보강하기 위하여
  2. 보일러수의 순환을 돕기 위하여
  3. 전열 면적을 증가시키기 위하여
  4. 수격작용(Water hammer)를 방지하기 위하여
(정답률: 69%)
  • 겔로웨이관은 노통의 강도 보강, 보일러수 순환 촉진, 전열 면적 증가를 목적으로 설치됩니다.
    수격작용(Water hammer)를 방지하기 위하여: 겔로웨이관은 수격작용 방지와는 직접적인 관련이 없습니다.
    노통을 보강하기 위하여: 노통의 강도를 높여 변형을 방지합니다.
    보일러수의 순환을 돕기 위하여: 관 내부의 물이 가열되어 상승하며 순환을 촉진합니다.
    전열 면적을 증가시키기 위하여: 관을 통해 연소가스와 물 사이의 열전달 면적을 늘립니다.
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95. 열정산의 기준온도로서 어느 것을 사용하는 것이 가장 편리한가?

  1. 0
  2. 15
  3. 18
  4. 25
(정답률: 72%)
  • 열정산의 기준온도는 일반적으로 0℃를 사용하며, 이는 물질의 엔탈피나 열량을 계산할 때 편리한 기준점이 된다.
    15: 15℃는 표준 대기압에서의 공기 밀도 등 특정 조건의 기준이 될 수 있으나, 열정산의 일반적인 기준온도는 아니므로 오답.
    18: 18℃는 특정 실험실 조건이나 환경 기준에 사용될 수 있으나, 열정산의 일반적인 기준온도는 아니므로 오답.
    25: 25℃는 표준 상태(STP)의 한 조건으로 사용될 수 있으나, 열정산의 일반적인 기준온도는 아니므로 오답.
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96. 어떤 연료 1kg의 발열량이 6320kcal이다. 이 연료 50kg을 연소시킬 때 발생하는 열은 모두 일로 전환된다면 이 때 발생하는 동력은 약 몇 PS 인가?

  1. 300
  2. 400
  3. 500
  4. 600
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 연료의 발열량을 이용하여 총 발생 열량을 구하고, 이를 동력 단위인 PS로 환산하는 문제입니다. (단, 1 PS = 632 kcal/h)
    $$P = \frac{Q_{total}}{632 kcal/PS}$$

    $$P = \frac{6320 kcal/kg · 50 kg}{632 kcal/PS}$$

    $$P = 500 PS$$
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97. 코르시니 보일러의 노통을 한쪽으로 편심 부착시키는 가장 큰 이유는?

  1. 강도상 유리하므로
  2. 전열면적을 크게 하기 위하여
  3. 내부청소를 간편하게 하기 위하여
  4. 보일러 물의 순환을 좋게 하기 위하여
(정답률: 75%)
  • 코르시니 보일러는 노통을 편심 부착하여 보일러 물의 순환을 원활하게 하고 전열 효율을 높인다.
    강도상 유리하므로: 강도와는 직접적인 관련이 없으므로 오답.
    전열면적을 크게 하기 위하여: 전열면적 증가는 부수적인 효과이며 주된 목적은 아니므로 오답.
    내부청소를 간편하게 하기 위하여: 내부 청소와는 직접적인 관련이 없으므로 오답.
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98. 수평가열관 중에 정상상태로 흐르고 있는 액체가 40℃에서 질량유속 2kg/s로 유입되어 140℃로 배출된다. 액체의 평균열용량은 4.2kJ/kgㆍ℃일 때 관 벽을 통하여 전달되는 열전달속도는 약 몇 kW인가?

  1. 105
  2. 210
  3. 420
  4. 840
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 액체의 온도 변화에 따른 열전달속도를 구하는 문제로, 열량 계산 공식을 사용합니다.
    $$Q = m · c_p · \Delta T$$

    $$Q = 2 kg/s · 4.2 kJ/kg · ℃ · (140 - 40) ℃$$

    $$Q = 840 kW$$
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99. 기수분리기를 설치하는 주된 목적은?

  1. 폐증기를 회수하여 재사용하기 위하여
  2. 과열증기의 순환을 빠르게 하기 위하여
  3. 보일러에 녹아 있는 불순물을 제거하기 위하여
  4. 발생된 증기 속에 남은 물방울을 제거하기 위하여
(정답률: 68%)
  • 기수분리기는 증기 속에 포함된 물방울(습분)을 제거하여 건조한 증기를 공급하는 장치이다.
    폐증기를 회수하여 재사용하기 위하여: 폐증기 회수는 열회수 장치의 목적이므로 오답.
    과열증기의 순환을 빠르게 하기 위하여: 과열증기 순환과는 직접적인 관련이 없으므로 오답.
    보일러에 녹아 있는 불순물을 제거하기 위하여: 불순물 제거는 블로우다운이나 수처리 장치의 목적이므로 오답.
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100. 보일러 사용 중 이상 감수(저수위사고)의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급수펌프가 고장이 났을 때
  2. 수면계의 연락관이 막혀 수위를 모를 때
  3. 증기의 발생량이 많을 때
  4. 방출콕 또는 분출장치에서 누설이 될 때
(정답률: 76%)
  • 이 문제는 보일러 저수위 사고의 원인 중 가장 거리가 먼 것을 찾습니다.
    증기의 발생량이 많을 때는 보일러가 정상적으로 작동하여 증기를 많이 생산하는 상태이므로, 이상 감수(저수위 사고)의 직접적인 원인이 아닙니다.
    급수펌프가 고장이 났을 때: 급수 공급이 중단되어 저수위 사고의 직접적인 원인이 됩니다.
    수면계의 연락관이 막혀 수위를 모를 때: 실제 수위가 낮아져도 이를 감지하지 못해 저수위 사고로 이어질 수 있습니다.
    방출콕 또는 분출장치에서 누설이 될 때: 보일러 내부의 물이 외부로 유출되어 저수위 사고의 원인이 됩니다.
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