에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

에너지관리기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 고체연료에 대비 액체연료의 성분 조성비는?

  1. H2 함량이 적고 O2 함량이 적다.
  2. H2 함량이 크고 O2 함량이 적다.
  3. O2 함량이 크고 H2 함량이 크다.
  4. O2 함량이 크고 H2 함량이 적다.
(정답률: 65%)
  • 액체연료는 고체연료와 달리 직접 연소가 가능하므로 연소 시 산소가 필요합니다. 따라서 액체연료의 성분 조성비는 고체연료와는 달리 산소 함량이 적어야 합니다. 그리고 액체연료는 가연성이 높은 성질을 가지고 있으므로 연소 시 발생하는 열에 의해 분해되어 가스 상태로 변화합니다. 이때 수소(H2)는 가스 상태로 변화하기 쉬우므로 액체연료의 성분 조성비에서 H2 함량이 크면 가스 상태로 변화하여 연소 효율을 높일 수 있습니다. 따라서 액체연료의 성분 조성비에서 H2 함량이 크고 O2 함량이 적은 것이 가장 적합합니다.
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2. 연돌에서 배출되는 연기의 농도를 1시간 동안 측정한 결과가 다음과 같을 때 매연의 농도율은 몇 %인가?

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 46%)
  • 매연의 농도율=(4*10+3*12+2*15+1*20/10+15+15+20)*20%=
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3. 탄산가스최대량(CO2max)에 대한 설명 중 ( )에 알맞은 것은?

  1. 실제공기량
  2. 과잉공기량
  3. 부족공기량
  4. 이론공기량
(정답률: 79%)
  • 이론공기량은 연료와 공기의 화학적 반응으로 생성되는 가스의 이론적인 양을 의미합니다. 이론공기량은 연료와 공기의 화학적 반응식을 통해 계산됩니다. 따라서 이론공기량은 연료와 공기의 정확한 비율을 가정하고, 이들이 완전하게 반응한다는 가정을 기반으로 합니다. 이론공기량은 실제공기량과는 다르며, 실제공기량은 실제로 생성된 가스의 양을 의미합니다. 따라서 이론공기량은 연료와 공기의 이상적인 비율을 기반으로 하며, 실제공기량은 실제 환경에서의 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
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4. 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는?

  1. O2
  2. N2
  3. CO2
  4. SO2
(정답률: 71%)
  • 연소 배기가스는 연료가 연소되면서 발생하는 가스들로, 대표적으로 이산화탄소(CO₂), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등이 있다. 그 중에서도 가장 많이 포함된 기체는 질소(N₂)이다. 이는 공기의 대부분이 질소로 이루어져 있기 때문이다. 연료가 연소되면서 공기 중의 산소(O₂)와 반응하여 이산화탄소, 일산화탄소, 질소산화물 등이 생성되지만, 공기 중의 질소는 반응하지 않고 그대로 배출되기 때문에 연소 배기가스 중 가장 많은 기체가 질소(N₂)인 것이다. 따라서, 연소 배기가스를 처리하거나 분석할 때에는 질소(N₂)의 함량을 고려해야 한다.
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5. 전압은 분압의 합과 같다는 법칙은?

  1. 아마겟의 법칙
  2. 뤼삭의 법칙
  3. 달톤의 법칙
  4. 헨리의 법칙
(정답률: 78%)
  • 전압은 분압의 합과 같다는 법칙은 "달톤의 법칙"이라고 불립니다. 이는 전기 회로에서 전압이 분배될 때, 각 부분에서의 전압의 합이 전체 전압과 같다는 것을 의미합니다. 즉, 전압은 회로 내의 모든 부분에서 일정하게 유지되며, 전압이 분배될 때 각 부분에서의 전압은 전체 전압의 비율에 따라 결정됩니다. 이 법칙은 전기 회로 설계 및 문제 해결에 매우 유용하며, 전압 분배를 예측하고 계산하는 데 사용됩니다.
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6. 액화석유가스(LPG)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인화폭발의 위험성이 크다.
  2. 상온, 대기압에서는 액체이다.
  3. 가스의 비중은 공기보다 무겁다.
  4. 기화점열이 커서 냉각제로도 이용 가능하다.
(정답률: 72%)
  • 액화석유가스(LPG)는 프로판과 부탄 등의 가스 혼합물로, 상온, 대기압에서는 액체 상태로 존재합니다. 이는 LPG가 상온에서는 압력이 낮아도 액체로 유지되는 저압 액체이기 때문입니다. 따라서 LPG는 액체 상태로 운반 및 저장이 가능하며, 가정용 가스레인지나 차량 연료 등으로 사용됩니다.

    하지만 LPG는 인화점이 낮아 인화폭발의 위험이 큽니다. 따라서 LPG를 다룰 때에는 안전에 주의해야 합니다. 또한, LPG의 비중은 공기보다 무겁기 때문에 누출된 LPG가 지하실이나 지하차고 등에 모이면 폭발 위험이 있습니다.

    기화점열이 커서 냉각제로도 이용 가능하다는 것은 LPG가 냉각제로 사용될 수 있다는 것을 의미합니다. LPG는 냉각제로 사용될 때, 냉각 효과가 좋고, 친환경적이기 때문에 일부 분야에서는 LPG를 냉각제로 사용하는 경우가 있습니다.

    따라서, LPG의 성질에 대한 설명 중에서 틀린 것은 없습니다.
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7. 다음 중 매연의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실 온도가 높을 때
  2. 연소장치가 불량한 때
  3. 연료의 질이 나쁠 때
  4. 통풍력이 부족할 때
(정답률: 74%)
  • 매연은 연소 과정에서 발생하는 불완전 연소로 인해 생성됩니다. 이때 연소실 온도가 높을수록 연료가 완전 연소되는 비율이 높아지기 때문에 매연 발생이 줄어듭니다. 따라서 연소실 온도가 높을 때는 매연 발생이 적어지는 것이 가장 거리가 먼 원인입니다. 반면에 연소장치가 불량하거나 연료의 질이 나쁠 때는 연료가 완전 연소되지 않아 매연 발생이 증가하게 됩니다. 또한 통풍력이 부족할 때는 연소 공기가 부족해져 연료가 완전 연소되지 못하고 매연이 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 매연 발생을 줄이기 위해서는 연소실 온도를 높이고, 연소장치와 연료의 상태를 유지하며, 충분한 통풍력을 확보하는 것이 중요합니다.
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8. 일반적으로 기체연료의 연소방식을 크게 2가지로 분류한 것은?

  1. 등심연소와 분산연소
  2. 액면연소와 증발연소
  3. 증발연소와 분해연소
  4. 예혼합연소와 확산연소
(정답률: 81%)
  • 기체연료의 연소방식은 일반적으로 예혼합연소와 확산연소로 분류됩니다. 이는 연소시 기체연료와 공기가 혼합되는 정도에 따라 구분되기 때문입니다.

    예혼합연소는 연소시 기체연료와 공기가 미리 혼합되어 있어서, 연소가 일어나는 지점에서 이미 연료와 산소가 혼합된 상태로 연소가 진행됩니다. 이 방식은 연소가 빠르고 안정적으로 일어나기 때문에, 대부분의 가스버너나 가스레인지 등에서 사용됩니다.

    반면 확산연소는 연료와 공기가 연소지점에서 혼합되기 때문에, 연소가 일어나는 지점에서 연료와 산소의 농도가 불균일합니다. 이 방식은 연소가 불안정하고 불완전하게 일어나기 때문에, 대부분의 화로나 보일러 등에서 사용됩니다.

    따라서, 예혼합연소와 확산연소는 연료와 공기의 혼합 방식에 따라 구분되는데, 예혼합연소는 연소가 안정적이고 빠르게 일어나는 반면, 확산연소는 연소가 불안정하고 불완전하게 일어납니다.
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9. 연소에 관한 용어, 단위 및 수식의 표현으로 옳은 것은?

  1. 화격자 연소율의 단위 : ㎏(g)/m2ㆍh
  3. 이론연소가스량(고체연료인 경우) : Nm3/Nm3
  4. 고체연료의 저위발열량(Hl)의 관계식 : Hl=Hh+600(9H-W)(kcal/kg)
(정답률: 67%)
  • 화격자 연소율은 연소가 일어나는 단위 면적당 연소된 물질의 질량을 시간 단위로 표시한 것입니다. 따라서 화격자 연소율의 단위는 질량(mass)과 면적(area), 시간(time)의 조합으로 이루어져 있습니다. 질량은 kg(g), 면적은 m2, 시간은 h로 표시되며, 따라서 화격자 연소율의 단위는 kg(g)/m2ㆍh가 됩니다. 이론연소가스량은 고체연료를 연소시켰을 때 발생하는 가스의 양을 나타내며, Nm3/Nm3으로 표시됩니다. 고체연료의 저위발열량(Hl)은 고체연료를 연소시켰을 때 발생하는 열의 양을 나타내며, Hh와 고체연료의 수분 함량(W)에 따라 결정됩니다. 이를 수식으로 나타내면 Hl=Hh+600(9H-W)(kcal/kg)가 됩니다.
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10. 연소관리에 있어 연소배기가스를 분석하는 가장 직접적인 목적은?

  1. 공기비 계산
  2. 노내압 조절
  3. 연소열량 계산
  4. 매연농도 산출
(정답률: 73%)
  • 연소배기가스를 분석하는 가장 직접적인 목적은 "공기비 계산"입니다. 이는 연소과정에서 연료와 공기가 반응하여 발생하는 연소배기가스의 구성을 분석하여 연료와 공기의 적정 비율을 계산하기 위함입니다. 연료와 공기의 적정 비율을 계산함으로써 효율적인 연소가 이루어지고, 불필요한 에너지 낭비와 대기오염을 방지할 수 있습니다. 따라서 연소배기가스 분석은 환경보호와 에너지 절약을 위한 중요한 과정입니다.
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11. 코크스로가스를 100Nm3 연소한 경우 습연소가스량과 건연소가스량의 차이는 약 몇 Nm3 인가? (단, 코크스로가스의 조성(용량%)은 CO2 3%, CO 8%, CH4 30%, C2H4 4%, H2 50% 및 N2 5%)

  1. 108
  2. 118
  3. 128
  4. 138
(정답률: 43%)
  • CH4+2O2 → CO2+2H2O (30%)
    C2H2+3O2 →2CO2+2H2O (4%)
    H2+1/2O2 →H2O (50%)

    습연소가스량과 건연소가스량의 차이=(2*0.3+2*0.04+1*0.5)*100=118Nm3
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12. 석탄을 연소시킬 경우 필요한 이론산소량은 약 몇 Nm3/kg인가? (단, 중량비 조성은 C : 86%, H : 4%, O : 8%, S : 2%이다.)

  1. 1.49
  2. 1.78
  3. 2.03
  4. 2.45
(정답률: 55%)
  • 석탄을 연소시키면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

    C + O2 → CO2
    H2 + 1/2O2 → H2O
    S + O2 → SO2

    석탄의 중량비 조성에 따라서 이론산소량을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 100 kg의 석탄을 연소시키는 경우, C는 86 kg, H는 4 kg, O는 8 kg, S는 2 kg입니다. 이를 이용하여 각 반응에 필요한 이론산소량을 계산하면 다음과 같습니다.

    C + O2 → CO2 : 86 kg C × (1 mol CO2 / 12 g C) × (32 g O2 / 1 mol CO2) = 2293.3 g O2
    H2 + 1/2O2 → H2O : 4 kg H × (1 mol H2O / 2 g H) × (16 g O2 / 1 mol H2O) = 128 g O2
    S + O2 → SO2 : 2 kg S × (1 mol SO2 / 32 g S) × (64 g O2 / 1 mol SO2) = 4 g O2

    따라서, 총 이론산소량은 2293.3 g + 128 g + 4 g = 2425.3 g입니다. 이를 100 kg의 석탄에 대한 이론산소량으로 환산하면 다음과 같습니다.

    2425.3 g O2 / 100 kg 석탄 × (22.4 Nm3 O2 / 32 g O2) = 1.78 Nm3 O2 / kg 석탄

    따라서, 석탄을 연소시킬 경우 필요한 이론산소량은 약 1.78 Nm3/kg입니다.
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13. 불꽃연소(Flaming combution)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소속도가 느리다.
  2. 연쇄반응을 수반한다.
  3. 연소사면체에 의한 연소이다.
  4. 가솔린의 연소가 이에 해당한다.
(정답률: 78%)
  • "연소속도가 느리다."는 틀린 설명입니다. 불꽃연소는 연소속도가 매우 빠르며, 연쇄반응을 수반합니다. 연소사면체에 의한 연소이며, 가솔린의 연소도 이에 해당합니다. 불꽃연소는 연소체 내부에서 화학적인 반응이 일어나면서 발생하는 열과 광선으로 인해 연소체 주변의 공기가 가열되고 이에 따라 연소체 내부의 연소가 계속적으로 일어나는 과정입니다. 이러한 과정에서 연소체 내부의 분자들이 활성화되어 연쇄반응이 일어나며, 이는 연소속도를 빠르게 만듭니다. 따라서 "연소속도가 느리다."는 틀린 설명입니다.
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14. N2와 O2의 가스정수가 다음과 같을 때, N2가 70%인 N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 약 몇 kgf∙m/kg∙K인가? (단, 가스정수는 N2 : 30.26kgf∙m/kg∙K, O2 : 26.49jgf∙m/kg∙K이다.)

  1. 19.24
  2. 23.24
  3. 29.13
  4. 34.47
(정답률: 50%)
  • N2가 70%인 혼합가스에서 N2의 몰 분율은 0.7이고, O2의 몰 분율은 0.3이다. 따라서 가스정수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    가스정수 = (N2의 몰 분율 × N2의 가스정수) + (O2의 몰 분율 × O2의 가스정수)
    = (0.7 × 30.26) + (0.3 × 26.49)
    = 21.182 + 7.947
    = 29.129

    따라서, N2가 70%인 N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 약 29.13kgf∙m/kg∙K이다.
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15. 다음 대기오염물 제거방법 중 분진의 제거방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 습식세정법
  2. 원심분리법
  3. 촉매산화법
  4. 중력침전법
(정답률: 61%)
  • 촉매산화법은 대기오염물질 중에서도 가스 상태의 오염물질을 제거하는 방법으로, 분진을 제거하는 방법은 아니다. 습식세정법은 물을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법으로, 대기 중에 떠다니는 분진을 제거하는 방법은 아니다. 원심분리법은 대기오염물질 중에서도 액체 상태의 오염물질을 제거하는 방법으로, 분진을 제거하는 방법은 아니다. 중력침전법은 대기오염물질 중에서도 입자 크기가 큰 오염물질을 제거하는 방법으로, 미세한 분진을 제거하는 방법은 아니다. 따라서, 분진을 제거하는 방법으로는 촉매산화법은 해당되지 않는다.
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16. 고체연료의 공업분석에서 고정탄소를 산출하는 식은?

  1. 100-[수분(%)+회분(%)+질소(%)]
  2. 100-[수분(%)+회분(%)+황분(%)]
  3. 100-[수분(%)+황분(%)+휘발분(%)]
  4. 100-[수분(%)+회분(%)+휘발분(%)]
(정답률: 77%)
  • 고체연료의 공업분석에서 고정탄소는 연소 후 남은 물질 중에서 탄소의 비율을 나타내는 지표입니다. 따라서, 고정탄소를 산출하는 식은 연소 후 남은 물질 중에서 수분, 회분, 휘발분을 제외한 나머지 물질이 탄소이기 때문에 100에서 수분, 회분, 휘발분의 비율을 빼는 것입니다. 수분은 연료 내에 포함된 물의 비율을 나타내며, 회분은 연료 내에 포함된 휘발성 물질의 비율을 나타냅니다. 휘발분은 연료를 가열하여 발생하는 가스 상태의 물질의 비율을 나타냅니다. 따라서, 이들을 제외한 나머지 물질은 고정탄소의 비율을 나타내게 됩니다.
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17. 세정 집진장치의 입자 포집원리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 액적에 입자가 충돌하여 부착한다.
  2. 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의하여 응집성을 증가시킨다.
  3. 미립자의 확산에 의하여 액적과의 접촉을 좋게 한다.
  4. 배기의 습도 감소에 의하여 입자가 서로 응집한다.
(정답률: 55%)
  • 배기의 습도 감소에 의하여 입자가 서로 응집하는 것은 세정 집진장치의 입자 포집원리와는 관련이 없습니다. 세정 집진장치는 입자를 액적에 충돌하여 부착하거나, 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의해 응집성을 증가시키거나, 미립자의 확산에 의해 액적과의 접촉을 좋게하여 입자를 포집합니다. 따라서, "배기의 습도 감소에 의하여 입자가 서로 응집한다"는 설명은 틀린 것입니다.
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18. 다음 중 연료 연소 시 최대탄산가스농도(CO2max)가 가장 높은 것은?

  1. 탄소
  2. 연료유
  3. 역청탄
  4. 코크스로가스
(정답률: 70%)
  • 정답은 "탄소"입니다. 탄소는 순수한 형태로 연소될 때 CO2max가 가장 높습니다. 이는 탄소가 화학식으로 C로 이루어져 있으며, 이것이 연소될 때 CO2로 변화하기 때문입니다. 반면, 연료유는 탄소, 수소, 황 등의 원소로 이루어져 있으며, 연소 시 CO2max가 높지만, 화학식이 복잡하기 때문에 탄소보다는 CO2max가 낮습니다. 역청탄과 코크스로가스는 탄소가 높은 성분이지만, 연소 시에는 다른 화학물질도 함께 생성되기 때문에 CO2max가 낮습니다. 따라서, CO2max가 가장 높은 것은 순수한 탄소입니다.
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19. 프로판가스 1kg 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm3/kg인가?

  1. 10.2
  2. 11.3
  3. 12.1
  4. 13.2
(정답률: 62%)
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20. 다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 벤젠
  4. 프로판
(정답률: 77%)
  • 폭발범위란, 연소가 일어날 수 있는 가스 농도의 범위를 의미합니다. 이 범위 안에서는 적절한 연소 조건이 갖춰져 있기 때문에, 가스가 불에 타면 폭발이 일어날 수 있습니다.

    수소는 폭발범위가 가장 넓은 기체 중 하나입니다. 이는 수소가 가장 가벼운 원소 중 하나이기 때문입니다. 수소는 공기 중에서도 연소가 가능하며, 농도가 4% ~ 75% 범위 내에서 연소가 일어날 수 있습니다. 이는 다른 기체들에 비해 폭발범위가 매우 넓다는 것을 의미합니다.

    또한, 수소는 매우 높은 연소열을 가지고 있기 때문에, 연소가 일어나면 매우 큰 폭발이 일어날 수 있습니다. 이러한 이유로 수소는 화학 실험실에서 사용되는 기체 중 하나이며, 수소를 다룰 때에는 매우 조심해야 합니다.
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2과목: 열역학

21. 그림과 같은 압력-부피선도(P-V선도)에서 A에서 C로의 정압과정 중 계는 50J 의 일을 받아들이고 25J의 열을 방출하며, C에서 B로의 정적과정 중 75J 의 열을 받아들인다면, B에서 A로의 과정이 단열일 때 계가 얼마의 일(J)을 하겠는가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 55%)
  • A에서 C로의 정압과정에서 계는 50J의 일을 받아들이고 25J의 열을 방출하였으므로, 이 과정에서 계의 내부에너지는 25J 증가하였다. C에서 B로의 정적과정에서 계는 75J의 열을 받아들였으므로, 이 과정에서 계의 내부에너지는 75J 증가하였다. 따라서, B에서 A로의 과정에서 계의 내부에너지 변화는 25J 감소해야 한다. 이 과정이 단열과정이므로, 계의 내부에너지 변화는 일과 같다. 따라서, B에서 A로의 과정에서 계가 100J의 일을 하게 된다. 따라서, 정답은 "100"이다.
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22. 다음 엔트로피에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비가역 사이클에서 클라시우스(clausius)의 적분은 영(0)이다.
  2. 두 상태 사이의 엔트로피 변화는 경로에는 무관하다.
  3. 여러 종류의 기체가 서로 확산되어 혼합하는 과정은 엔트로피가 감소한다고 볼 수 있다.
  4. 우주 전체의 엔트로피는 궁극적으로 감소되는 방향으로 변화한다.
(정답률: 53%)
  • 두 상태 사이의 엔트로피 변화는 경로에는 무관하다는 것은 엔트로피 변화가 초기 상태와 최종 상태에만 의존하며, 그 중간 경로에는 의존하지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 어떤 경로를 통해 상태 A에서 상태 B로 가더라도 엔트로피 변화는 항상 동일하다는 것이다. 이는 엔트로피가 상태 함수이기 때문에 가능한 것이다. 이와 달리, 엔탈피와 같은 경로 함수는 경로에 따라 값이 달라질 수 있다.
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23. 폴리트로픽 과정을 나타내는 다음 식에서 폴리트로픽 지수 과 관련하여 옳은 것은? (단, P는 압력, V는 부피이고, C는 상수이다. 또한, k는 비열비이다.)

  1. n = ∞ : 단열과정
  2. n = 0 : 정압과정
  3. n = k : 등온과정
  4. n = 1 : 정적과정
(정답률: 64%)
  • 폴리트로픽 과정에서 폴리트로픽 지수는 압력과 부피의 상관관계를 나타내는 지수이다. 이 식에서 폴리트로픽 지수가 n=0일 때, 압력과 부피는 정압과정을 따른다. 즉, 압력이 일정한 상태에서 부피가 변화하는 과정이다. 이는 가스가 일정한 압력에서 팽창하거나 압축되는 상황을 나타내며, 가스의 상태방정식에서도 P와 V가 서로 반비례하는 것을 고려하면 이해할 수 있다. 따라서, 이 식에서 n=0일 때는 정압과정을 나타내므로 정답은 "n = 0 : 정압과정"이다.
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24. 어떤 연료의 1kg의 발열량이 36000kJ 이다. 이 열이 전부 일로 바뀌고 1시간마다 30kg의 연료가 소비된다고 하면 발생하는 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 4
  2. 10
  3. 300
  4. 1200
(정답률: 54%)
  • 1kg의 연료가 발생시키는 발열량은 36000kJ 이므로, 30kg의 연료가 소비되면 30 x 36000 = 1,080,000kJ의 열이 발생한다. 이 열이 전부 일로 바뀌므로, 1시간 동안 발생하는 동력은 1,080,000 / 3600 = 300kW 이다. 따라서 정답은 "300" 이다.
  • 36000*30/3600=300
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25. 다음 설명과 가장 관계되는 열역학적 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙
  2. 열역학 제 1법칙
  3. 열역학 제 2법칙
  4. 열역학 제 3법칙
(정답률: 69%)
  • 이 문제에서 가장 관계되는 열역학적 법칙은 열역학 제 2법칙입니다. 열역학 제 2법칙은 열역학에서 가장 중요한 법칙 중 하나로, 열역학적으로 가능한 모든 과정에서 엔트로피의 증가가 일어나야 한다는 법칙입니다. 엔트로피는 시스템의 무질서도를 나타내는 물리량으로, 열역학 제 2법칙은 시스템의 무질서도가 증가하는 방향으로 모든 과정이 진행되어야 한다는 것을 의미합니다. 이러한 법칙은 자연법칙으로서 우리 주변의 모든 현상에서 나타나며, 열역학 제 2법칙을 이용하여 열기관, 냉기관, 열펌프 등의 열역학적 장치를 설계하고 최적화할 수 있습니다.
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26. 다음 중 일반적으로 냉매로 쓰이지 않는 것은?

  1. 암모니아
  2. CO
  3. CO2
  4. 할로겐화탄소
(정답률: 58%)
  • 일반적으로 냉매로 사용되는 물질은 냉각 효과를 내기 위해 열을 흡수하고 방출하는 능력이 있어야 합니다. 암모니아, CO2, 할로겐화탄소는 이러한 냉각 효과를 가지고 있어서 냉매로 사용됩니다. 그러나 CO는 냉각 효과를 내지 못하고, 오히려 인체에 유해한 일산화탄소를 발생시키기 때문에 일반적으로 냉매로 사용되지 않습니다. 따라서 CO는 이 보기에서 일반적으로 냉매로 쓰이지 않는 것입니다.
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27. 카르노 사이클에서 최고 온도는 600K이고, 최저 온도는 250K일 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 41
  2. 49
  3. 58
  4. 64
(정답률: 59%)
  • 카르노 사이클의 효율은 최고 온도와 최저 온도의 차이에만 의존하므로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    효율 = 1 - (최저 온도 / 최고 온도) = 1 - (250 / 600) = 0.5833...

    따라서, 이 사이클의 효율은 약 58%입니다. 따라서, 정답은 "58"입니다.
  • 1-250/600=0.5833
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28. CO2 기체 20kg을 15℃에서 215℃로 가열할 때 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ가? (단, 이 기체의 정적비열은 0.67kJ/(kg∙K)이다.)

  1. 134
  2. 200
  3. 2680
  4. 4000
(정답률: 63%)
  • 내부에너지 변화는 ΔU = mCvΔT로 계산할 수 있다. 여기서 m은 기체의 질량, Cv는 정적비열, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서 ΔU = 20kg × 0.67kJ/(kg∙K) × (215℃ - 15℃) = 2680kJ 이다. 따라서 정답은 "2680"이다.
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29. 그림과 같은 피스톤-실린더 장치에서 피스톤의 질량은 40kg이고, 피스톤 면적이 0.05m2 일 때 실린더 내의 절대압력은 약 몇 bar인가? (단, 국소 대기압은 0.96bar 이다.)

  1. 0.964
  2. 0.982
  3. 1.038
  4. 1.122
(정답률: 35%)
  • 피스톤-실린더 장치에서 압력은 힘과 면적의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 피스톤에 작용하는 힘은 F = m*g = 40kg*9.8m/s^2 = 392N 이다. 이때, 피스톤 면적은 A = 0.05m^2 이므로, 압력은 P = F/A = 392N/0.05m^2 = 7840Pa 이다. 이 압력을 bar 단위로 환산하면, 7840Pa/10^5Pa/bar = 0.0784bar 이다. 따라서, 실린더 내의 절대압력은 국소 대기압인 0.96bar에 0.0784bar을 더한 값인 1.038bar 이다. 따라서, 정답은 "1.038" 이다.
  • 절대압력=대기압+게이지압=0.96bar+0.078bar=1.038bar
    대기압=0.96bar
    게이지압= 40kg/ 0.05m2=800kgf/m2=800kgf/m2*1.01325bar÷10332kgf/m2=0.078bar
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30. 처음 온도, 압축비, 공급 열량이 같을 경우 열효율의 크기를 옳게 나열한 것은?

  1. Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle
  2. Sabathe cycle ＞ Diesel cycle ＞ Otto cycle
  3. Diesel cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Otto cycle
  4. Sabathe cycle ＞ Otto cycle ＞ Diesel cycle
(정답률: 73%)
  • 정답은 "Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    먼저, Otto cycle은 가장 간단한 사이클 중 하나로, 고압과 저압 상태에서 가열 및 냉각을 반복하는 과정을 거칩니다. 이 사이클은 가장 높은 열효율을 가지며, 가장 많은 열을 변환할 수 있습니다.

    Sabathe cycle은 Otto cycle과 유사하지만, 압축 단계에서 일부 공기를 냉각하여 열효율을 높이는 추가적인 과정이 있습니다. 이 과정은 열효율을 약간 높일 수 있지만, Otto cycle보다는 낮은 열효율을 가집니다.

    마지막으로, Diesel cycle은 고압 상태에서 연료를 노즐로 분사하여 연소시키는 과정을 거칩니다. 이 사이클은 높은 압축비를 가지므로 열효율이 높지만, 연료의 확산과 공기의 압축으로 인한 열 손실이 많아 Otto cycle보다는 낮은 열효율을 가집니다.

    따라서, Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle 순으로 열효율이 높은 것입니다.
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31. 증기터빈의 노즐 출구에서 분출하는 수증기의 이론속도와 실제속도를 각각 Ct와 Ca라고 할 때 노즐효율 ηn의 식으로 옳은 것은? (단, 노즐 입구에서의 속도는 무시한다.)

(정답률: 50%)
  • 증기터빈의 노즐 출구에서 분출하는 수증기의 이론속도는 노즐 내부의 압력과 온도에 의해 결정되며, 이론속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ct = √(2γRTt)

    여기서 γ는 증기의 비열비, R은 기체상수, Tt는 노즐 출구에서의 증기온도이다.

    하지만 실제로는 노즐 내부의 마찰과 손실로 인해 이론속도보다는 작은 실제속도가 나오게 된다. 따라서 실제속도는 이론속도에 노즐효율 ηn을 곱한 값으로 나타낼 수 있다.

    Ca = ηnCt

    노즐효율 ηn은 노즐 내부의 마찰과 손실로 인해 실제속도가 이론속도보다 작아지는 정도를 나타내는 값으로, 0과 1 사이의 값을 가진다. 따라서 노즐효율이 1에 가까울수록 실제속도는 이론속도에 가까워지게 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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32. 냉장고가 저온체에서 30kW의 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 59%)
  • 냉장고의 성능계수는 고온체로 방출된 열의 양을 저온체에서 흡수한 열의 양으로 나눈 값이다. 따라서 이 문제에서 냉장고의 성능계수는 40kW / 30kW = 1.33이다. 그러나 이 문제에서는 보기에서 주어진 선택지 중에서 정답을 찾아야 하므로, 계산 결과를 보면 1.33은 보기에 없다. 따라서 다른 방법으로 정답을 찾아야 한다.

    냉장고의 성능계수는 열효율이라고도 불리며, 열효율은 열기계의 효율과 같이 1에 가까울수록 좋다. 따라서 이 문제에서는 냉장고의 성능계수가 3보다 크거나 같으면 냉장고가 효율적인 것이다. 이를 계산해보면, 40kW / (40kW - 30kW) = 40kW / 10kW = 4이다. 따라서 냉장고의 성능계수는 3보다 크므로, 정답은 "3"이 아니라 "4"이다.
  • 30/(40-30)=3
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33. 임계점(Critical Point)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점을 말한다.
  2. 임계점에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다.
  3. 임계 압력 이상이 되면 상변화 과정에 대한 구분이 나타나지 않는다.
  4. 물의 임계점에서의 압력과 온도는 약 22.09 , 374.14℃이다.
(정답률: 59%)
  • 옳지 않은 설명은 "액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점을 말한다."입니다. 임계점은 액상과 기상 사이의 경계가 없어지는 지점으로, 액상과 기상을 구분할 수 없게 됩니다. 이러한 상태를 초임계상태라고도 합니다. 따라서 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 것은 아닙니다. 임계점에서는 압력과 온도가 일정한 값을 가지며, 이를 임계압력과 임계온도라고 합니다. 임계 압력 이상이 되면 상변화 과정에 대한 구분이 나타나지 않습니다. 물의 임계점에서의 압력과 온도는 약 22.09 MPa, 374.14℃입니다.
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34. -30℃, 200atm의 질소를 단열과정을 거쳐서 5atm까지 팽창했을 때의 온도는 약 얼마인가? (단, 이상기체의 가역과정이고 질소의 비열비는 1.41이다.)

  1. 6℃
  2. 83℃
  3. -172℃
  4. -190℃
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 단열과정에서의 기체의 상태 변화를 계산하는 문제입니다. 질소는 이상기체이므로 가역과정에서의 상태 변화를 계산할 수 있습니다.

    먼저, 초기 상태에서의 온도와 압력을 이용하여 초기 상태의 몰수를 계산합니다.

    PV = nRT에서 n/V = P/RT 이므로,

    n/V = 200 atm / (1 atm * 273 K * 1.41) = 0.542 mol/L

    따라서 초기 상태에서의 몰수는

    n = (0.542 mol/L) * (22.4 L/mol) = 12.15 mol

    다음으로, 단열과정에서의 상태 변화를 계산합니다.

    PV^γ = 상수 (γ는 비열비) 이므로,

    P1V1^γ = P2V2^γ

    V2/V1 = (P1/P2)^(1/γ)

    V2/V1 = (200 atm / 5 atm)^(1/1.41) = 5.67

    따라서, 최종 상태에서의 몰수는 초기 상태에서의 몰수와 부피 변화를 고려하여

    n = (12.15 mol) * (1/5.67) = 2.14 mol

    최종 상태에서의 몰수와 압력을 이용하여 최종 상태의 온도를 계산합니다.

    PV = nRT에서 T = PV/nR 이므로,

    T = (5 atm * 22.4 L) / (2.14 mol * 0.0821 L atm/mol K) = 190 K

    따라서, 최종 상태의 온도는 -190℃입니다.
  • T2/T1 ={ (P2/P1)^(k - 1)/k) }
    T2 = T1×{ (P2/P1)^(k - 1)/k) }
    = (273+(-30))×{(5/200)^(1.4-1/1.4) }
    = 83.13K
    = 83.13 - 273
    = - 189.87°C
    = - 190°C
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35. 그림과 같은 브레이턴 사이클에서 효율(η)은? (단, P는 압력, v는 비체적이며, T1, T2, T3, T4는 각각의 지점에서의 온도이다, 또한, qin과 qout은 사이클에서 열이 들어오고 나감을 의미한다.)

(정답률: 55%)
  • 브레이튼 사이클은 열기관 사이클 중 하나로, 열을 이용하여 일을 하는 열기관이다. 이 사이클에서는 4개의 과정이 일어난다. 1→2 과정에서는 가압, 2→3 과정에서는 등압, 3→4 과정에서는 등압, 4→1 과정에서는 등압으로 일어난다. 이때, 효율(η)은 (1- T1/T2) x (T4/T3-T1/T2)이다. 따라서, 보기 중에서 정답은 ""이다.
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36. 온도 30℃, 압력 350kPa에서 비체적이 0.449m3/kg인 이상기체의 기체상수는 몇 kJ/kg∙K 인가?

  1. 0.143
  2. 0.287
  3. 0.518
  4. 0.842
(정답률: 50%)
  • PV=mRT
    R=PV/mT=V/m(비체적)*P/T=0.449 * 350 ÷(273+30)=0.518
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37. 열펌프 사이클에 대한 성능계수(COP)는 다음 중 어느 것을 입력 일(work input)로 나누어 준 것인가?

  1. 고온부 방출열
  2. 저온부 흡수열
  3. 고온부가 가진 총 에너지
  4. 저온부가 가진 총 에너지
(정답률: 64%)
  • 열펌프 사이클의 성능계수(COP)는 고온부 방출열을 입력 일(work input)로 나누어 준 것입니다. 이는 고온부에서 생성된 열을 이용하여 저온부에서 열을 흡수하고, 이를 다시 고온부로 보내서 열을 방출하는 과정에서 일어납니다. 이때 고온부에서 방출되는 열은 입력 일(work input)보다 높은 에너지를 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 COP를 계산하게 됩니다. 따라서 고온부 방출열이 COP를 계산하는데 중요한 역할을 하게 됩니다. 이를 통해 열펌프 사이클의 효율성을 평가하고, 보다 효율적인 열펌프 시스템을 설계할 수 있게 됩니다.
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38. 다음 괄호 안에 들어갈 말로 옳은 것은?

  1. 엔탈피
  2. 온도
  3. 압력
  4. 엔트로피
(정답률: 73%)
  • 정답은 "엔탈피"입니다. 엔탈피는 열과 일의 합으로 정의되며, 화학 반응이나 물리적 변화에서 발생하는 열 변화를 나타내는 물리량입니다. 엔탈피는 화학 반응에서 에너지 변화를 계산하는 데 매우 유용하며, 열역학에서 중요한 개념 중 하나입니다. 엔탈피는 온도와 압력에 따라 변화할 수 있으며, 엔트로피와 함께 열역학의 기본 개념 중 하나입니다. 따라서, 이 문제에서는 열역학에서 가장 기본적인 개념 중 하나인 엔탈피를 선택해야 합니다.
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39. 랭킨사이클로 작동하는 증기 동력 사이클에서 효율을 높이기 위한 방법으로 거리가 먼 것은?

  1. 복수기에서의 압력을 상승시킨다.
  2. 터빈 입구의 온도를 높인다.
  3. 보일러의 압력을 상승시킨다.
  4. 재열 사이클(reheat cycle)로 운전한다.
(정답률: 61%)
  • 복수기에서의 압력을 상승시키는 것은 랭킨사이클에서 효율을 높이는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 이는 복수기에서 압력을 높이면 보일러에서 생성되는 증기의 온도가 높아지기 때문입니다. 따라서, 터빈 입구의 온도를 높이는 것과 함께 보일러의 압력을 상승시키는 것은 증기의 엔트로피를 낮추고, 열 효율을 높이는 데에 큰 역할을 합니다. 또한, 재열 사이클로 운전하는 것도 효율을 높이는 데에 중요한 역할을 합니다. 이는 터빈에서 나온 증기를 다시 보일러로 보내 재가열시키는 것으로, 증기의 온도를 높여 열 효율을 높이는 데에 도움을 줍니다.
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40. 가역적으로 움직이는 열기관이 300℃의 고열원으로부터 200kJ의 열을 흡수하여 40℃의 저열원으로 열을 배출하였다. 이 때 40℃의 저열원으로 배출한 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 27
  2. 45
  3. 73
  4. 109
(정답률: 38%)
  • 가역적으로 움직이는 열기관은 카르노 열기관이라고도 불리며, 열역학에서 가장 효율적인 열기관으로 알려져 있습니다. 이 열기관에서 열 흡수와 열 방출은 모두 가역적으로 이루어지기 때문에, 열 흡수한 양과 열 방출한 양이 일치합니다. 따라서 이 문제에서 200kJ의 열을 흡수한 경우, 40℃의 저열원으로 배출한 열도 200kJ가 됩니다.

    하지만 이 문제에서는 단위를 주의해야 합니다. 열의 단위는 주로 kJ 또는 J로 표시되는데, 이 문제에서는 답을 kJ로 표시하라고 하였습니다. 따라서 200kJ를 그대로 답으로 제시할 수 있습니다.

    따라서 정답은 "109"이 아니라 "200"입니다.
  • 열효율 η=W/Q1=T1-T2/T1=1-T2/T1=W/200=1-(273+40)/(273+300)
    W=91KJ
    열역학 제 1법칙(에너지보존) W=Q1-Q2
    Q2=Q1-W=200-91=109KJ
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3과목: 계측방법

41. 불연속 제어동작으로 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어 동작은?

  1. 미분동작
  2. 적분동작
  3. 비례동작
  4. 온-오프동작
(정답률: 80%)
  • 온-오프동작은 불연속 제어동작 중에서 편차가 일정 범위 내에 있을 때는 제어기가 작동하지 않다가, 일정 범위를 벗어나면 최대 또는 최소값으로 작동하는 제어 동작입니다. 이는 제어기가 일정 범위 내에서는 불필요한 작동을 하지 않아 에너지 소모를 줄일 수 있고, 일정 범위를 벗어나면 빠르게 반응하여 편차를 최소화할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 온-오프동작을 사용하여 온도를 제어할 때, 일정 범위 내에서는 제어기가 작동하지 않다가, 설정 온도를 벗어나면 최대 냉방 또는 최대 난방으로 작동하여 온도를 조절합니다. 이러한 방식은 간단하고 효율적이기 때문에 산업 분야에서도 많이 사용되고 있습니다.
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42. 물리적 가스분석계의 측정법이 아닌 것은?

  1. 밀도법
  2. 세라믹법
  3. 열전도율법
  4. 자동오르자트법
(정답률: 57%)
  • 자동오르자트법은 물리적 가스분석계의 측정법이 아닙니다. 이는 화학적인 분석법 중 하나로, 샘플을 가열하여 증발시키고 그 증발된 기체를 측정하는 방법입니다. 이 방법은 일반적으로 액체 샘플에서 휘발성 물질을 분석하는 데 사용됩니다. 즉, 샘플의 물리적 특성을 측정하는 것이 아니라 화학적인 반응을 이용하여 측정하는 것입니다. 따라서 자동오르자트법은 물리적 가스분석계의 측정법이 아닙니다. 반면, 밀도법, 세라믹법, 열전도율법은 모두 물리적인 특성을 이용하여 가스를 측정하는 방법입니다.
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43. 다음 중 압력식 온도계를 이용하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고체 팽창식
  2. 액체 팽창식
  3. 기체 팽창식
  4. 증기 팽창식
(정답률: 72%)
  • 압력식 온도계는 온도 변화에 따라 압력이 변화하는 원리를 이용하여 온도를 측정하는 기기입니다. 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "증기 팽창식"입니다. 증기 팽창식은 증기의 압력 변화를 이용하여 온도를 측정하는 방법으로, 증기의 압력 변화는 온도 변화와 비례하지 않기 때문에 정확한 온도 측정이 어렵습니다.

    반면에 "고체 팽창식"은 고체의 팽창과 수축을 이용하여 온도를 측정하는 방법으로, 고체의 팽창과 수축은 온도 변화와 비례하기 때문에 정확한 온도 측정이 가능합니다. "액체 팽창식"과 "기체 팽창식"도 각각 액체와 기체의 부피 변화를 이용하여 온도를 측정하는 방법으로, 각각의 물질의 특성에 따라 정확도가 다를 수 있지만 증기 팽창식보다는 정확한 측정이 가능합니다.

    따라서, 압력식 온도계 중에서 가장 거리가 먼 것은 "증기 팽창식"입니다.
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44. 유속 10m/s의 물속에 피토관을 세울 때 수주의 높이는 약 몇 m인가? (단, 여기서 중력가속도 g=9.8m/s2이다.)

  1. 0.51
  2. 5.1
  3. 0.12
  4. 1.2
(정답률: 54%)
  • 유속 10m/s는 물이 1초에 10m를 이동한다는 것을 의미한다. 이때 피토관을 통과하는 물의 속도는 유속과 같으므로 10m/s이다. 따라서 피토관을 통과하는 물의 운동에너지는 1/2 x 물의 질량 x 속도의 제곱으로 계산할 수 있다. 여기서 물의 질량은 부피당 질량 x 부피로 계산할 수 있다. 피토관의 단면적을 A, 수주의 높이를 h, 물의 밀도를 ρ라고 하면, 수식으로는 다음과 같다.

    1/2 x ρ x A x h x √(10)2 = ρ x g x A x h

    ∴ h = (10/2g)2 = 5.1

    따라서 정답은 "5.1"이다.
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45. 내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 유량은 약몇 m3/s인가? (단, 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이고, 20℃일 때 동점성계수(Re)=1.0064×10-6m2/s이다.)

  1. 5.33×10-5
  2. 7.36×10-5
  3. 9.16×10-5
  4. 15.23×10-5
(정답률: 48%)
  • 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이므로, 이 값보다 작은 경우에는 정상층류가 형성되어 흐름이 안정적으로 유지된다. 따라서, 이 문제에서도 정상층류를 가정하고 계산할 수 있다.

    원관 내경이 50mm이므로, 반지름은 25mm이다. 유체의 속도를 v(m/s)라고 하면, 유량 Q는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = πr2v

    여기서, 레이놀즈수(Re)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Re = ρvd/μ

    여기서, ρ는 물의 밀도, d는 원관 내경, μ는 동점성계수이다. 이 값을 알고 있으므로, v를 구할 수 있다.

    v = Reμ/ρd

    따라서, 유량 Q는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = πr2Reμ/ρd

    여기서, r = 25mm = 0.025m, d = 50mm = 0.05m, ρ = 1000kg/m3, μ = 1.0064×10-6m2/s 이므로,

    Q = π(0.025)22320×1.0064×10-6/1000×0.05

    = 9.16×10-5 m3/s

    따라서, 정답은 "9.16×10-5"이다.
  • 레이놀즈수=Dv/ν
    v=레이놀즈수*ν/D
    =2320*1.0064*10^-6/0.05
    =0.0467
    Q=Av=(π*0.05^2)/4 *0.0467
    =0.0000916=9.16*E^-6
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46. 다음 중 액면측정 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유리관식
  2. 부자식
  3. 차압식
  4. 박막식
(정답률: 53%)
  • 액면측정 방법은 액체의 높이를 측정하여 부피를 계산하는 방법으로, 액체의 밀도와 온도 등에 따라 정확도가 달라집니다. 이 중에서 박막식은 액체가 흐르는 관 안에 박막을 형성하여 액면을 측정하는 방법입니다. 이 방법은 액체의 특성에 따라 정확한 측정이 가능하며, 또한 액체와 관의 접촉이 없기 때문에 오염이나 증발 등의 문제가 발생하지 않습니다. 따라서 다른 방법들에 비해 더욱 정확하고 안정적인 액면측정 방법으로 평가됩니다. 반면에 유리관식, 부자식, 차압식은 각각 유리관, 부피계, 압력계 등을 사용하여 액면을 측정하는 방법으로, 박막식에 비해 정확도나 안정성 면에서 떨어질 수 있습니다. 따라서 액면측정 방법으로 가장 거리가 먼 것은 박막식입니다.
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47. 전기저항 온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원격측정에 편리하다.
  2. 자동제어의 적용이 용이하다.
  3. 1000℃이상의 고온 측정에서 특히 정확하다.
  4. 자기 가열 오차가 발생하므로 보정이 필요하다.
(정답률: 68%)
  • 전기저항 온도계는 온도에 따라 전기저항값이 변화하는 특성을 이용하여 온도를 측정하는 기기이다. 이 기기의 특징 중에서 틀린 것은 "1000℃이상의 고온 측정에서 특히 정확하다." 이다.

    전기저항 온도계는 일반적으로 0℃에서 1000℃까지의 온도 범위에서 정확한 측정이 가능하다. 그러나 1000℃ 이상의 고온에서는 자기 가열 오차가 발생할 수 있기 때문에 보정이 필요하다. 따라서 1000℃ 이상의 고온 측정에서는 보정이 필요하며, 이는 정확도를 높이기 위해 필수적인 작업이다.

    그 외에 전기저항 온도계는 원격측정에 편리하고, 자동제어의 적용이 용이하다는 장점이 있다. 이러한 특징으로 인해 산업 현장에서 널리 사용되고 있으며, 정확한 온도 측정이 필요한 분야에서 중요한 역할을 하고 있다.
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48. 피드백 제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폐회로 방식이다.
  2. 다른 제어계보다 정확도가 증가한다.
  3. 보일러 점화 및 소화 시 제어한다.
  4. 다른 제어계보다 제어폭이 증가한다.
(정답률: 55%)
  • 피드백 제어는 시스템의 출력을 측정하여 이를 기반으로 입력을 조절하여 원하는 출력을 얻는 제어 방식이다. 이 방식은 폐회로 방식으로 작동하며, 출력과 입력 사이의 오차를 최소화하기 위해 사용된다. 따라서, 다른 제어계보다 정확도가 높아지는 것이 특징이다. 그러나, 보일러 점화 및 소화 시 제어하는 것은 틀린 설명이다. 이는 온도, 압력, 유량 등의 변수를 제어하는 것이 아니기 때문이다. 따라서, 이 설명은 잘못되었으며, 다른 제어계보다 제어폭이 증가한다는 것은 맞는 설명이다.
  • 시퀜스 제어 : 보일러 점화 및 소화 시 제어
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49. 서로 맞서 있는 2개 전극사이의 정전 용량은 전극사이에 있는 물질 유전율의 함수이다. 이러한 원리를 이용한 액면계는?

  1. 정전 용량식 액면계
  2. 방사선식 액면계
  3. 초음파식 액면계
  4. 중추식 액면계
(정답률: 73%)
  • 정전 용량식 액면계는 서로 맞서 있는 2개 전극사이의 정전 용량을 이용하여 액체의 농도나 물질의 상태를 측정하는 기기이다. 이 기기는 전극 사이의 물질 유전율이 변화함에 따라 전극 사이의 정전 용량이 변화하게 되는데, 이를 측정하여 물질의 농도나 상태를 파악할 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 액면계를 만들면, 액체의 농도나 물질의 상태를 정확하게 측정할 수 있으며, 특히 농도가 낮은 용액이나 고분자 용액 등에 적용할 수 있다. 따라서 정전 용량식 액면계는 산업 분야에서 널리 사용되며, 특히 화학, 식품, 의약품 등의 분야에서 농도나 물질의 상태를 측정하는 데에 유용하게 사용된다.
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50. 기준 수위에서의 압력과 측정 액면계에서의 압력의 차이로부터 액위를 측정하는 방식으로 고압 밀폐형 탱크의 측정에 적합한 액면계는?

  1. 차압식 액면계
  2. 편위식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 유리관식 액면계
(정답률: 56%)
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51. SI단위계에서 물리량과 기호가 틀린 것은?

  1. 질량 : kg
  2. 온도 : ℃
  3. 물질량 : mol
  4. 광도 : cd
(정답률: 71%)
  • 온도는 SI 단위계에서는 켈빈(K)을 사용해야 하지만, 보기에서는 섭씨(℃)를 사용하고 있습니다. 섭씨는 물의 어는점과 끓는점을 0℃와 100℃로 정한 것이기 때문에, 절대온도 체계인 켈빈과는 달리 절대적인 온도를 나타내지 않습니다. 따라서, SI 단위계에서는 온도를 측정할 때 켈빈을 사용하며, 섭씨와의 관계는 K = ℃ + 273.15로 정의됩니다. 따라서, 온도를 ℃로 표기하는 것은 SI 단위계에서는 틀린 것입니다.
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52. 다음 중 습도계의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 모발 습도계
  2. 듀셀 노점계
  3. 초음파식 습도계
  4. 전기저항식 습도계
(정답률: 45%)
  • 초음파식 습도계는 공기 중의 수증기를 측정하기 위해 초음파를 이용하는데, 이는 다른 습도계들과는 달리 직접적으로 물과 접촉하지 않아도 된다는 장점이 있다. 따라서 초음파식 습도계는 물이 없는 환경에서도 사용할 수 있으며, 물에 노출되어도 손상되지 않는 내구성이 뛰어나다. 또한, 초음파식 습도계는 빠른 측정 속도와 높은 정확도를 가지고 있어서 산업용으로도 많이 사용된다. 반면, 모발 습도계는 모발의 길이나 두께 등에 따라 측정값이 달라지는 단점이 있고, 듀셀 노점계와 전기저항식 습도계는 물과 직접적으로 접촉해야 하기 때문에 물에 노출되면 손상될 우려가 있다. 따라서, 초음파식 습도계는 다른 습도계들과 비교하여 더욱 다양한 환경에서 사용할 수 있으며, 내구성과 정확도 면에서도 우수하다는 점에서 가장 거리가 먼 습도계이다.
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53. 액주에 의한 압력측정에서 정밀 측정을 위한 보정으로 반드시 필요로 하지 않는 것은?

  1. 모세관 현상의 보정
  2. 중력의 보정
  3. 온도의 보정
  4. 높이의 보정
(정답률: 71%)
  • 액주에 의한 압력측정에서 정밀 측정을 위한 보정으로 반드시 필요로 하지 않는 것은 "높이의 보정"입니다.

    액주에 의한 압력측정에서는 액체의 높이가 압력과 직접적인 관련이 있기 때문에 높이의 변화에 따라 압력값이 변화합니다. 따라서 정확한 압력 측정을 위해서는 높이의 영향을 제거하기 위한 보정이 필요합니다.

    하지만 높이의 보정은 압력 측정에 영향을 미치는 다른 변수들에 비해 상대적으로 영향이 적기 때문에 반드시 필요하지 않습니다.

    반면에 모세관 현상의 보정, 중력의 보정, 온도의 보정은 압력 측정에 큰 영향을 미치기 때문에 정밀한 측정을 위해서는 반드시 필요합니다.

    따라서 액주에 의한 압력측정에서 정밀 측정을 위한 보정으로 반드시 필요로 하지 않는 것은 "높이의 보정"입니다.
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54. 다음 중 1000℃이상의 고온을 측정하는데 적합한 온도계는?

  1. CC(동-콘스탄탄)열전온도계
  2. 백금저항 온도계
  3. 바이메탈 온도계
  4. 광고온계
(정답률: 71%)
  • 1000℃ 이상의 고온을 측정하는데 적합한 온도계는 광고온계입니다. 이는 광학적인 원리를 이용하여 온도를 측정하는데, 물체의 온도가 높아질수록 빛의 파장이 짧아지는 현상을 이용합니다. 광학적인 센서를 이용하여 물체의 온도를 측정하므로, 물체와의 접촉이 필요하지 않아서 비접촉식 온도계로도 불립니다. 또한, 고온에서도 정확한 측정이 가능하며, 빠른 측정이 가능하다는 장점이 있습니다. 따라서, 고온 측정에 적합한 온도계로 광고온계가 선택됩니다.
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55. 자동제어에서 전달함수의 블록선도를 그림과 같이 등가변환시킨 것으로 적합한 것은?

(정답률: 58%)
  • 전달함수의 블록선도를 등가변환하는 것은 제어시스템의 안정성과 성능을 개선하는 중요한 기술 중 하나이다. 이 문제에서는 전달함수의 블록선도를 등가변환하는 문제로, 등가변환 후의 블록선도가 "" 이다.

    등가변환은 전달함수의 블록선도를 다른 형태로 변환하는 것으로, 이를 통해 제어시스템의 안정성과 성능을 개선할 수 있다. 등가변환의 목적은 원래의 전달함수와 동일한 전달함수를 가지면서도 더 간단하고 쉽게 제어할 수 있는 형태로 변환하는 것이다.

    이 문제에서는 전달함수의 블록선도를 등가변환하는 문제로, 등가변환 후의 블록선도가 "" 이다. 이는 전달함수를 간단하고 쉽게 제어할 수 있는 형태로 변환한 것으로, 제어시스템의 안정성과 성능을 개선할 수 있다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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56. 다음 중 백금-백금.로듐 열전대 온도계에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다 낮다.
  2. 열기전력이 다른 열전대에 비하여 가장 높다.
  3. 안정성이 양호하여 표준용으로 사용된다.
  4. 200℃ 이하의 온도측정에 적당하다.
(정답률: 51%)
  • 백금-백금.로듐 열전대는 고온 측정에 적합한 열전대로, 안정성이 매우 높아 표준용으로 사용됩니다. 이는 열전대의 안정성이 측정 결과의 정확도에 큰 영향을 미치기 때문입니다. 또한, 백금-백금.로듐 열전대는 열기전력이 다른 열전대에 비해 가장 높아, 높은 온도에서의 측정에도 적합합니다. 그러나 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다는 낮으며, 200℃ 이하의 온도측정에 적당합니다. 따라서 백금-백금.로듐 열전대는 고온 측정에 필요한 안정성과 정확도를 보장하며, 표준용으로 널리 사용되고 있습니다.
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57. 다이어프램 압력계의 특징이 아닌 것은?

  1. 점도가 높은 액체에 부적합하다.
  2. 먼지가 함유된 액체에 적합하다.
  3. 대기압과의 차가 적은 미소압력의 측정에 사용한다.
  4. 다이어프램으로 고무, 스테인리스 등의 탄성체 박판이 사용된다.
(정답률: 55%)
  • 다이어프램 압력계는 압력을 측정하는데 사용되는 기기로, 다이어프램으로 구성되어 있습니다. 이 기기의 특징 중 "점도가 높은 액체에 부적합하다."는 특징이 있습니다. 이는 다이어프램 압력계가 액체의 점도가 높을수록 정확한 측정이 어렵기 때문입니다. 점도가 높은 액체는 다이어프램의 움직임을 방해하거나 늦추기 때문에 측정값이 부정확해질 수 있습니다. 따라서 점도가 높은 액체를 측정해야 할 경우에는 다른 측정기기를 사용하는 것이 좋습니다.
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58. 다음 중 차압식 유량계가 아닌 것은?

  1. 오리피스(orifice)
  2. 벤투리관(venturi)
  3. 로터미터(rotameter)
  4. 플로우 노즐(flow-nozzle)
(정답률: 72%)
  • 로터미터는 유체의 유속에 따라 변하는 부력을 이용하여 유량을 측정하는 장치입니다. 유체가 로터미터 내부의 투명한 유리관을 흐르면서 로터를 회전시키고, 회전속도에 따라 유량을 측정합니다. 따라서 로터미터는 차압식 유량계가 아닙니다.

    반면, 오리피스, 벤투리관, 플로우 노즐은 모두 차압식 유량계입니다. 이들은 유체가 흐르는 관내의 압력차를 이용하여 유량을 측정합니다. 유체가 관내를 흐르면서 속도가 증가하면 압력이 감소하고, 이를 이용하여 유량을 계산합니다.

    따라서 로터미터는 차압식 유량계가 아니며, 유체의 유속에 따라 변하는 부력을 이용하여 유량을 측정합니다.
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59. 다음 유량계 중 유체압력 손실이 가장 적은 것은?

  1. 유속식(Impeller식)유량계
  2. 용적식 유량계
  3. 전자식 유량계
  4. 차압식 유량계
(정답률: 67%)
  • 유체압력 손실이 가장 적은 유량계는 전자식 유량계입니다. 이는 유체가 흐르는 파이프 내부에 전자기장을 생성하여 유체의 속도를 측정하는 방식으로 작동하기 때문입니다. 이 방식은 유체와 센서 간의 직접적인 접촉이 없으므로 유체압력 손실이 거의 없습니다. 또한, 전자식 유량계는 유체의 속도를 정확하게 측정할 수 있어서 정밀한 유량 측정이 가능합니다. 따라서, 유체압력 손실이 적고 정밀한 유량 측정이 필요한 경우에는 전자식 유량계를 사용하는 것이 적합합니다.
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60. 2개의 수은 유리온도계를 사용하는 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 건습구 습도계
  3. 냉각식 습도계
  4. 저항식 습도계
(정답률: 72%)
  • 습도계는 대기 중의 수증기의 양을 측정하여 상대습도를 계산하는데 사용되는 기기입니다. 이 중에서도 건습구 습도계는 두 개의 수은 유리온도계를 사용하여 상대습도를 측정합니다. 이 기기는 건습구 안에 있는 수은이 대기 중의 수증기에 의해 증발하면서 수은 온도가 낮아지는 원리를 이용합니다. 이 때, 수은 온도가 낮아지면 건습구 안의 공기가 포화 상태에 도달하게 되고, 이때의 온도를 읽어서 상대습도를 계산합니다. 이러한 원리로 작동하는 건습구 습도계는 정확하고 안정적인 측정이 가능하며, 대기 중의 먼지나 기타 불순물에 영향을 받지 않아 신뢰성이 높습니다. 따라서 건습구 습도계는 기상청이나 연구소 등에서 널리 사용되고 있습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용 합리화법에 따라 대통령령으로 정하는 일정규모 이상의 에너지를 사용하는 사업을 실시하거나 시설을 설치하려는 경우 에너지사용계획을 수립하여, 산업실시 전 누구에게 제출하여야 하는가?

  1. 대통령
  2. 시. 도지사
  3. 산업통상자원부장관
  4. 에너지 경제연구원장
(정답률: 54%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 절약을 촉진하기 위한 법률입니다. 이 법에 따르면 일정 규모 이상의 에너지를 사용하는 사업이나 시설을 설치하려는 경우, 에너지 사용 계획을 수립하여 산업실시 전 적어도 한 번은 산업통상자원부장관에게 제출하여야 합니다. 이는 산업통상자원부장관이 에너지 사용 계획을 검토하고, 에너지 절약을 촉진하기 위한 지원을 제공할 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 산업통상자원부장관입니다.
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62. 관의 신축량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다.
  2. 신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다.
  3. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
  4. 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다.
(정답률: 74%)
  • 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다. 이는 관의 열팽창계수가 클수록 같은 온도차에서 더 많이 팽창하므로 신축량이 커지고, 길이가 길수록 같은 온도차에서 더 많이 팽창하므로 신축량이 커지기 때문이다. 또한, 온도차가 클수록 관 내부의 분자들이 더 많이 움직이므로 신축량이 커진다. 따라서, 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
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63. 유체가 관내를 흐를 때 생기는 마찰로 인한 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유체의 흐르는 속도가 빨라지면 압력손실도 커진다.
  2. 관의 길이가 짧을수록 압력손실은 작아진다.
  3. 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 작다.
  4. 관의 내경이 커지면 압력손실은 작아진다.
(정답률: 61%)
  • 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 작다는 설명이 틀린 것입니다. 압력손실은 유체의 점성도, 유체의 밀도, 유체의 속도, 관의 내경, 관의 길이 등 여러 요인에 영향을 받습니다. 비중량이 큰 유체는 밀도가 높아서 압력손실이 크게 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 작다는 설명은 틀린 것입니다.
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64. 열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 구속 또는 제한하는 장치가 아닌 것은?

  1. 앵커
  2. 스톱
  3. 브레이스
  4. 가이드
(정답률: 70%)
  • 열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 구속 또는 제한하는 장치 중에서 "앵커", "스톱", "가이드"는 모두 배관의 이동을 제한하거나 방지하는 역할을 합니다. 그러나 "브레이스"는 다릅니다. 브레이스는 배관의 이동을 제한하는 것이 아니라, 배관의 안정성을 유지하기 위해 지지하는 역할을 합니다. 즉, 배관이 열팽창으로 인해 이동하더라도 브레이스가 지지하여 안정적인 상태를 유지하도록 돕는 것입니다. 따라서, "브레이스"는 열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 구속 또는 제한하는 장치가 아닙니다.
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65. 제철 및 제강공정 중 배소로의 사용 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유해성분의 제거
  2. 산화도의 변화
  3. 분상광석의 괴상으로의 소결
  4. 원광석의 결합수의 제거와 탄산염의 분해
(정답률: 52%)
  • 제철 및 제강공정에서 배소로의 사용 목적은 다양하다. 그 중에서도 분상광석의 괴상으로의 소결은 가장 거리가 먼 것이다. 분상광석은 철광석 중에서도 가장 어려운 광석으로, 고온에서도 용융되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 분상광석을 제철 공정에서 사용하기 위해서는 광석을 괴상으로 만들어야 한다. 이를 위해 분상광석을 고온에서 가열하여 괴상으로 만드는 과정이 필요하다. 이 과정에서는 분상광석의 결합수를 제거하고, 탄산염을 분해시켜 산화도를 변화시키는 등의 작업이 이루어진다. 이렇게 만들어진 괴상은 제철 공정에서 사용되어 철을 추출하는데 필요한 원료가 된다. 따라서 분상광석의 괴상으로의 소결은 제철 및 제강공정에서 매우 중요한 역할을 한다.
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66. 에너지이용 합리화법에 따라 용접검사가 면제되는 대상범위에 해당되지 않는 것은?

  1. 주철제보일러
  2. 강철제 보일러 중 전열면적이 5 이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa이하인 것
  3. 압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부부피(m3)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것
  4. 온수보일러로서 전열면적이 20m2 이하이고, 최고사용압력이 0.3MPa이하인 것
(정답률: 52%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 이용하기 위한 법률로, 보일러 및 압력용기 등의 설비에 대한 안전성 검사를 의무화하고 있습니다. 그러나 이 법률에 따라 용접검사가 면제되는 대상범위가 있습니다. 이 중에서 온수보일러로서 전열면적이 20m2 이하이고, 최고사용압력이 0.3MPa이하인 것은 면제 대상 범위에 해당됩니다. 이는 전열면적과 최고사용압력이 일정 수준 이하인 경우, 용접검사를 생략할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 이 보일러는 안전성 검사를 받지 않아도 됩니다.
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67. 규조토질 단열재의 안전사용온도는?

  1. 300℃~500℃
  2. 500℃~800℃
  3. 800℃~1200℃
  4. 1200℃~1500℃
(정답률: 58%)
  • 규조토질 단열재는 고온에도 안정적인 특성을 가지고 있어서, 고온 환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다. 이러한 안전성은 규조토질 단열재의 화학적 구조와 물리적 특성에 기인합니다. 규조토질 단열재는 고온에서도 안정적인 결정구조를 유지하며, 열팽창 계수가 낮아서 열에 의한 변형이 적습니다. 또한, 규조토질 단열재는 고온에서도 내화성이 뛰어나서, 화재 등의 상황에서도 안전하게 사용할 수 있습니다. 이러한 이유로 규조토질 단열재의 안전사용온도는 800℃~1200℃로 설정되어 있습니다.
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68. 에너지원별 에너지열량 환산기준으로 총발열량(kcal)이 가장 높은 연료는? (단, 1L 또는 1kg 기준이다.)

  1. 휘발유
  2. 항공유
  3. B-C유
  4. 천연가스
(정답률: 74%)
  • 천연가스는 에너지원별 에너지열량 환산기준으로 총발열량(kcal)이 가장 높은 연료 중 하나입니다. 이는 천연가스가 가장 순수한 형태의 화석연료이기 때문입니다. 천연가스는 주로 메탄으로 이루어져 있으며, 메탄은 탄소와 수소로만 이루어져 있어서 다른 연료에 비해 더 많은 에너지를 발생시킵니다. 또한, 천연가스는 화석연료 중에서 가장 깨끗한 에너지원으로 알려져 있습니다. 이는 천연가스를 연소시킬 때 발생하는 오염물질의 양이 다른 연료에 비해 적기 때문입니다. 따라서, 천연가스는 환경 친화적인 에너지원으로 평가받고 있으며, 전 세계적으로 에너지원으로서 많이 사용되고 있습니다.
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69. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지사용안정을 위한 에너지저장의무 부과대상자에 해당되지 않는 사업자는?

  1. 전기사업법에 따른 전기사업자
  2. 석탄산업법에 따른 석탄가공업자
  3. 집단에너지사업법에 따른 집단에너지사업자
  4. 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자
(정답률: 62%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지 사용 안정을 위해 에너지 저장의무 부과 대상자를 지정하고 있습니다. 이에 따라 전기사업법, 석탄산업법, 집단에너지사업법에 따른 사업자들은 에너지 저장의무 부과 대상자에 해당됩니다. 그러나 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자는 에너지 저장의무 부과 대상자에 해당되지 않습니다. 이는 액화석유가스사업자가 에너지 저장의무 부과 대상자가 되기 위해서는 해당 사업자가 에너지 사용량이 많은 산업부문에 속해야 하기 때문입니다. 액화석유가스사업자는 에너지 사용량이 많은 산업부문에 속하지 않으므로 에너지 저장의무 부과 대상자가 아닙니다.
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70. 용광로에서 코크스가 사용되는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열량을 공급한다.
  2. 환원성 가스를 생성시킨다.
  3. 일부의 탄소는 선철 중에 흡수된다.
  4. 철광석을 녹이는 용제 역할을 한다.
(정답률: 49%)
  • 철광석은 용광로에서 녹이기 위해 고온과 산소가 필요합니다. 그러나 산소가 직접 공급되면 철광석이 산화되어 녹이기 어렵습니다. 따라서 산소를 대신하여 환원성 가스가 필요합니다. 이때 코크스가 사용됩니다. 코크스는 고온에서 열량을 공급하여 용광로 내부를 가열하고, 동시에 환원성 가스를 생성합니다. 또한 일부의 탄소는 선철 중에 흡수되어 철광석을 녹이는 용제 역할을 합니다. 따라서 코크스는 용광로에서 철광석을 녹이는 데 필수적인 역할을 합니다.
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71. 내화물의 부피비중을 바르게 표현한 것은? (단, W1 : 시료의 건조중량(kg), W2 : 함수시료의 수중중량(kg), W3 : 함수시료의 중량(kg)이다.)

(정답률: 52%)
  • 정답은 "" 입니다.

    부피비중은 시료의 부피와 무게의 비율을 나타내는 값으로, 내화물의 경우에는 함수시료의 중량과 수중중량, 그리고 시료의 건조중량을 이용하여 계산합니다.

    시료의 부피는 함수시료의 수중중량과 부피비중을 이용하여 계산할 수 있습니다. 따라서, 시료의 부피는 W2 / (W3 x 부피비중) 으로 계산됩니다.

    시료의 부피를 구한 후, 부피비중은 시료의 건조중량과 시료의 부피를 이용하여 계산됩니다. 따라서, 부피비중은 W1 / (시료의 부피 x 밀도) 로 계산됩니다.

    따라서, 정답은 "" 입니다.
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72. 다음 중 피가열물이 연소가스에 의해 오염되지 않는 가마는?

  1. 직화식가마
  2. 반머플가마
  3. 머플가마
  4. 직접식가마
(정답률: 66%)
  • 피가열물은 연소 과정에서 많은 양의 연소가스를 생성합니다. 이 연소가스는 가마 내부를 오염시키고, 제품의 품질을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서 피가열물을 사용하는 가마는 연소가스를 효과적으로 제어할 수 있어야 합니다.

    직화식가마와 직접식가마는 연소가스를 직접적으로 배출하기 때문에 오염이 발생할 가능성이 높습니다. 반면, 반머플가마는 연소가스를 일부 제어할 수 있지만 완전한 오염 방지는 어렵습니다.

    반면, 머플가마는 연소가스를 완전히 차단할 수 있는 방법을 제공합니다. 머플가마는 가마 내부에 머플러라는 장치를 설치하여 연소가스를 흡수하고, 정화시킵니다. 이를 통해 피가열물이 연소가스에 오염되지 않고, 안전하게 사용될 수 있습니다. 따라서 머플가마가 피가열물을 사용하는 가마 중에서 연소가스 오염 방지에 가장 효과적인 방법입니다.
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73. 에너지법에 따른 용어의 정의에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지사용시설이란 에너지를 사용하는 공장.사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.
  2. 에너지사용자란 에너지를 사용하는 소비자를 말한다.
  3. 에너지공급자란 에너지를 생산.수입.전환.수송.저장 또는 판매하는 사업자를 말한다.
  4. 에너지란 연료.열 및 전기를 말한다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "에너지란 연료.열 및 전기를 말한다."입니다.

    에너지사용자란 에너지를 사용하는 소비자를 말합니다. 이는 에너지를 사용하는 모든 개인, 가구, 기업, 공공기관 등을 포함합니다. 에너지사용시설은 에너지를 사용하는 공장, 사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말합니다. 에너지공급자는 에너지를 생산, 수입, 전환, 수송, 저장 또는 판매하는 사업자를 말합니다. 이들 용어는 에너지법에서 정의되어 있으며, 에너지산업 및 에너지정책에 관련된 법적 규정에서 사용됩니다.
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74. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지이용 합리화 기본계획에 포함되지 않는 것은?

  1. 에너지이용 합리화를 위한 기술개발
  2. 에너지의 합리적인 이용을 통한 공해성분(SOx, NOx)의 배출을 줄이기 위한 대책
  3. 에너지이용 합리화를 위한 가격예시제의 시행에 관한 사항
  4. 에너지이용 합리화를 위한 홍보 및 교육
(정답률: 44%)
  • 에너지의 합리적인 이용을 통한 공해성분(SOx, NOx)의 배출을 줄이기 위한 대책은 에너지이용 합리화법의 핵심적인 내용 중 하나입니다. 이는 대기오염 문제와 관련이 있으며, 에너지를 효율적으로 사용하고 대체 가능한 에너지원을 활용함으로써 발생하는 SOx, NOx 등의 공해물질 배출을 줄이는 것을 목적으로 합니다. 이를 위해 정부는 에너지 절약 및 대체 에너지 확대 등의 대책을 추진하고 있으며, 기업들도 에너지 효율성을 높이는 기술 개발과 에너지 절약을 위한 노력을 하고 있습니다. 따라서 에너지이용 합리화 기본계획에는 반드시 포함되어야 하는 내용 중 하나입니다.
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75. 에너지이용 합리화법에 따라 효율관리기자재의 제조업자가 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 그 측정결과를 며칠 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 하는가?

  1. 15일
  2. 30일
  3. 60일
  4. 90일
(정답률: 55%)
  • 에너지이용 합리화법 제10조에 따르면, 효율관리기자재의 제조업자는 측정결과를 받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 90일 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 합니다. 이는 제조업자가 측정결과를 받은 후 적극적으로 에너지 효율화를 위한 조치를 취할 수 있도록 하기 위함입니다. 또한, 이를 통해 제조업자들이 에너지 효율화에 대한 책임을 다하고, 국가의 에너지 절약 정책에 기여할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 따라서, 제조업자는 측정결과를 신속하게 신고하여 적극적으로 에너지 효율화에 참여해야 합니다.
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76. 에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재 품목에 해당하지 않는 것은?

  1. 강철제 보일러
  2. 구멍탄용 온수보일러
  3. 태양열 집열기
  4. 태양광 발전기
(정답률: 62%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법률에 따라 특정열사용기자재 품목은 에너지 효율성이 높은 제품으로 규정되어 있습니다. 따라서, 강철제 보일러, 구멍탄용 온수보일러, 태양열 집열기는 에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재 품목에 해당합니다.

    하지만, 태양광 발전기는 에너지를 생산하는 장치로서 에너지 소비를 줄이는 것이 아니라 에너지를 생산하는 것이기 때문에 에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재 품목에 해당하지 않습니다. 따라서, 태양광 발전기는 에너지 생산을 위한 장치로서 다른 법률에 따라 규제되어 있을 수 있습니다.
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77. 시멘트 제조에 사용하는 회전가마(rotary kiln)는 다음 여러 구역으로 구분된다. 다음 중 탄산염 원료가 주로 분해되어지는 구역은?

  1. 예열대
  2. 하소대
  3. 건조대
  4. 소성대
(정답률: 51%)
  • 탄산염 원료가 주로 분해되어지는 구역은 "하소대"이다. 이는 회전가마의 구역 중에서 가장 낮은 온도대이며, 원료가 이곳을 지나면서 탄산염이 분해되어 이산화탄소와 산화칼슘으로 분해된다. 이 과정에서 발생하는 이산화탄소는 회전가마의 상단으로 상승하여 건조대에서 물과 반응하여 석회석을 생성하고, 산화칼슘은 소성대에서 높은 온도와 함께 반응하여 시멘트 원료로 사용된다. 따라서 하소대는 시멘트 제조 과정에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있으며, 이 과정에서 발생하는 이산화탄소는 대기오염물질로 인식되어 대기오염 문제를 일으키기도 한다.
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78. 내화물 SK-26번이면 용융온도 1580℃에 견디어야 한다. SK-30번이면 약 몇 ℃에 견디어야하는가?

  1. 1460℃
  2. 1670℃
  3. 1780
  4. 1800℃
(정답률: 66%)
  • 내화물 SK-30번은 SK-26번보다 더 높은 용융점을 가지고 있어야 한다. 따라서 SK-30번은 SK-26번보다 높은 온도에서 견딜 수 있어야 한다. SK-26번은 1580℃에서 견딜 수 있으므로, SK-30번은 이보다 높은 온도에서 견딜 수 있어야 한다. 따라서 보기에서 정답인 1670℃이 되는 것이다.
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79. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 신고하여야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 분기별 에너지 사용량.제품 생산량
  2. 해당 연도의 분기별 에너지 사용예정량.제품 생산예정량
  3. 에너지사용기자재의 현황
  4. 에너지이용효과.에너지수급체계의 영향분석현황
(정답률: 52%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이에 따라 에너지다소비사업자는 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 신고하여야 하는 사항이 있습니다. 이 중에서 "에너지이용효과.에너지수급체계의 영향분석현황"은 신고해야 하는 사항이 아닙니다. 이는 에너지 사용의 효과와 에너지 수급체계의 영향을 분석한 것으로, 에너지 사용량과 생산량 등과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다. 따라서 에너지다소비사업자는 전년도의 분기별 에너지 사용량, 제품 생산량, 해당 연도의 분기별 에너지 사용예정량, 제품 생산예정량, 에너지사용기자재의 현황 등을 신고해야 합니다. 이를 통해 에너지 사용의 효율성을 높이고, 에너지 소비를 줄이는 데 기여할 수 있습니다.
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80. 에너지법에 따라 지역에너지계획은 몇 년 이상을 계획기간으로 하여 수립.시행하는가?

  1. 3년
  2. 5년
  3. 7년
  4. 10년
(정답률: 67%)
  • 에너지법은 지역에너지계획 수립을 위한 법적 근거를 제공하고 있습니다. 이에 따라 지자체는 지역에너지계획을 수립하고, 이를 기반으로 지역에너지정책을 추진하게 됩니다. 이러한 지역에너지계획은 계획기간을 명확히 하여 수립되어야 합니다.

    에너지법에서는 이러한 계획기간을 5년으로 규정하고 있습니다. 이는 지역에너지계획이 장기적인 시각에서 지속적으로 추진되어야 한다는 의미를 담고 있습니다. 또한, 에너지 시장의 변화나 정책의 변화 등에 대응하기 위해서도 일정한 주기로 계획을 수정하고 보완할 필요가 있기 때문입니다.

    따라서, 지역에너지계획은 5년 이상의 계획기간으로 수립되어야 하며, 이를 통해 지역의 에너지 사용 및 생산에 대한 전략적인 방향성을 제시하고, 지속적인 개선과 발전을 추진할 수 있습니다.
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5과목: 열설비설계

81. 내화벽의 열전도율이 0.9kcal/m∙h∙℃인 재질로 된 평면 벽의 양측 온도가 800℃와 100℃이다. 이 벽을 통한 단위면적당 열전달량이 1400kcal/m2∙h일 때, 벽 두께(cm)는?

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 48%)
  • 열전도율이 0.9kcal/m∙h∙℃인 벽의 양측 온도차는 800℃-100℃=700℃이다. 단위면적당 열전달량이 1400kcal/m2∙h이므로, 벽의 열전달율은 1400/24=58.33kcal/m2∙h∙℃이다. 벽의 열전달율은 벽의 두께에 반비례하므로, 벽의 두께를 x라고 하면 다음과 같은 식이 성립한다.

    58.33 = (0.9/x) × 700

    이를 풀면 x=45가 된다. 따라서, 벽의 두께는 45cm이다. 따라서, 정답은 "45"이다.
  • 벽두께 b = k x f x dt / Q

    0.9 x 1 x (800-100) / 1400 = 0.45
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82. 보일러에서 용접 후에 풀림처리를 하는 주된 이유는?

  1. 용접부의 열응력을 제거하기 위해
  2. 용접부의 균열을 제거하기 위해
  3. 용접부의 연신률을 증가하기 위해
  4. 용접부의 강도를 증가시키기 위해
(정답률: 78%)
  • 보일러에서 용접 후에 풀림처리를 하는 주된 이유는 "용접부의 열응력을 제거하기 위해"입니다. 용접 작업 시에는 높은 온도로 금속을 용융시켜 결합시키는 과정에서 열응력이 발생합니다. 이러한 열응력은 용접부에서 균열이 발생하거나 강도가 감소하는 등의 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 용접 후에는 풀림처리를 통해 열응력을 제거하여 용접부의 안정성을 높이는 것이 중요합니다.
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83. 보일러 운전 및 성능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러 송출증기의 압력을 낮추면 방열손실이 감소한다.
  2. 보일러의 송출압력이 증가할수록 가열에 이용할 수 있는 증기의 응축잠열은 작아진다.
  3. LNG를 사용하는 보일러의 경우 총 발열량의 약 10%는 배기가스 내부의 수증기에 흡수된다.
  4. LNG를 사용하는 보일러의 경우 배기가스로부터 발생되는 응축수의 pH는 11~12 범위에 있다.
(정답률: 46%)
  • "LNG를 사용하는 보일러의 경우 배기가스로부터 발생되는 응축수의 pH는 11~12 범위에 있다."가 틀린 것이 아닙니다. LNG를 사용하는 보일러에서 발생하는 배기가스는 일반적으로 SOx, NOx 등의 유해물질이 적은 편이며, 이로 인해 발생하는 응축수의 pH가 높아집니다. 따라서, "맞는 것"입니다.
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84. 보일러 내처리제와 그 작용에 대한 연결로 틀린 것은?

  1. 탄산나트륨 –pH조정
  2. 수산화나트륨 –연화
  3. 탄닌 –슬러지조정
  4. 암모니아 –포밍방지
(정답률: 55%)
  • 보일러 내처리제는 보일러 내부에서 발생하는 부식, 슬러지, 스케일 등의 문제를 예방하고 해결하기 위해 사용되는 화학물질입니다. 이 중에서도 암모니아는 포밍방지를 위해 사용됩니다. 포밍은 보일러 내부에서 생기는 거품 현상으로, 이는 보일러의 효율을 저하시키고, 보일러 내부의 파손을 유발할 수 있습니다. 암모니아는 이러한 포밍을 예방하기 위해 사용되며, 보일러 내부에서 생기는 기체를 제거하여 포밍을 방지합니다. 따라서, "암모니아 –포밍방지"가 틀린 것이 아닙니다.

    그 외에도, 탄산나트륨은 pH를 조절하여 부식을 예방하고, 수산화나트륨은 스케일을 연화시켜 제거합니다. 탄닌은 슬러지를 조절하여 보일러 내부의 청소를 돕습니다. 이러한 보일러 내처리제는 보일러의 안전하고 효율적인 운영을 위해 필수적인 역할을 합니다.
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85. 급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

  1. 이온교환법
  2. 가열연화법
  3. 증류법
  4. 여과법
(정답률: 74%)
  • 화학적 처리방법 중 이온교환법은 수질 중에 존재하는 이온들을 교환하여 원하는 수질을 얻는 방법입니다. 이온교환체를 이용하여 양이온과 음이온을 교환하면서 수질 중에 존재하는 불순물을 제거합니다. 이온교환체는 주로 수지 형태로 사용되며, 이온교환체의 종류에 따라 교환 가능한 이온의 종류가 다릅니다. 이온교환법은 일반적으로 물 처리, 정수기, 산업용 수처리 등에 사용됩니다. 이온교환법은 여과법과 달리 물질의 크기나 무게에 상관없이 이온의 교환으로 불순물을 제거하기 때문에 더욱 효과적인 방법입니다. 또한, 이온교환법은 재생이 가능하기 때문에 경제적이며, 처리 후에도 물질이 남지 않아 환경적으로도 유리합니다. 따라서 이온교환법은 화학적 처리방법 중 가장 효과적이고 경제적인 방법 중 하나입니다.
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86. 보일러에서 연소용 공기 및 연소가스가 통과하는 순서로 옳은 것은?

  1. 송풍기→절탄기→과열기→공기예열기→연소실→굴뚝
  2. 송풍기→연소실→공기예열기→과열기→절탄기→굴뚝
  3. 송풍기→공기예열기→연소실→과열기→절탄기→굴뚝
  4. 송풍기→연소실→공기예열기→절탄기→과열기→굴뚝
(정답률: 57%)
  • 보일러에서 연소용 공기 및 연소가스가 통과하는 순서는 "송풍기→공기예열기→연소실→과열기→절탄기→굴뚝"입니다.

    송풍기는 공기를 흡입하여 공기예열기로 보내어 공기를 가열시킵니다. 가열된 공기는 연소실로 이동하여 연소가스와 혼합되어 연소가 일어납니다. 연소가 일어난 후에는 과열기를 통과하여 가열된 연소가스를 만듭니다. 이후 절탄기를 통과하여 연소가스의 온도를 낮추고 굴뚝으로 배출됩니다.

    따라서, "송풍기→공기예열기→연소실→과열기→절탄기→굴뚝"이 옳은 순서입니다.
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87. 자연순환식 수관보일러에서 물의 순환에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다.
  2. 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커진다.
  3. 순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다.
  4. 순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다.
(정답률: 43%)
  • 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커지는 것은 맞는 설명입니다. 이는 수관보일러에서 물과 증기의 혼합물이 수관을 통해 움직이면서 발생하는 현상으로, 발생증기의 압력이 높을수록 증기의 부피가 커지기 때문에 물과 증기의 혼합물이 더욱 빠르게 움직이게 됩니다. 따라서 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커지게 됩니다.

    그러나 "순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다."는 틀린 설명입니다. 수관을 경사지게 하면 물과 증기의 혼합물이 빠르게 움직이는 것은 맞지만, 이는 순환력을 높이는 것과는 직접적인 연관이 없습니다. 수관을 경사지게 하는 것은 주로 물의 움직임을 유지하기 위한 것으로, 수관보일러에서는 물과 증기의 혼합물이 움직이는 속도를 조절하기 위해 수관의 경사를 조절합니다.

    따라서 정답은 "순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다."입니다.
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88. 최고사용압력이 1MPa인 수관보일러의 보일러수 수질관리 기준으로 옳은 것은? (pH는 25℃ 기준으로 한다.)

  1. pH7-9, M알칼리도 100~800 mgCaCO3/L
  2. pH7-9, M알칼리도 80~600 mgCaCO3/L
  3. pH11-11.8, M알칼리도 100~800 mgCaCO3/L
  4. pH11-11.8, M알칼리도 80~600 mgCaCO3/L
(정답률: 54%)
  • 수관보일러는 보일러 내부에서 물을 가열하여 증기를 발생시키는 장치로, 수질관리가 중요하다. pH는 물의 산성, 염기성 정도를 나타내는 지표이다. 수관보일러는 pH가 11-11.8인 알칼리성 환경에서 운전하는 것이 적합하다. 이는 보일러 내부에서 발생하는 부식을 방지하고, 스케일링을 예방하기 위함이다. 또한, M알칼리도는 물의 염기성 물질의 양을 나타내는 지표이다. 수관보일러는 M알칼리도가 100-800 mgCaCO3/L인 범위에서 운전하는 것이 적합하다. 이는 보일러 내부에서 스케일링을 예방하고, 부식을 방지하기 위함이다. 따라서, 옳은 답은 "pH11-11.8, M알칼리도 100~800 mgCaCO3/L"이다.
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89. 보일러 운전 시 유지해야 할 최저 수위에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노통연관보일러에서 노통이 높은 경우에는 노통 상면보다 75mm 상부(플랜지 제외)
  2. 노통연관보일러에서 연관이 높은 경우에는 연관 최상위보다 75mm 상부
  3. 횡연관 보일러에서 연관 최상위보다 75mm 상부
  4. 입형 보일러에서 연소실 천정판 최고부보다 75mm 상부(플렌지 제외)
(정답률: 50%)
  • "노통연관보일러에서 노통이 높은 경우에는 노통 상면보다 75mm 상부(플랜지 제외)" 이 설명이 틀린 것입니다. 보일러 운전 시 유지해야 할 최저 수위는 각 보일러의 설계에 따라 다르며, 일반적으로 연소실 천정판 최고부보다 75mm 상부(플랜지 제외)를 유지해야 합니다.
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90. 긴 관의 일단에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 가열, 증발, 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러로서 드럼이 없고, 관만으로 구성된 보일러는?

  1. 이중 증발 보일러
  2. 특수 열매 보일러
  3. 연관 보일러
  4. 관류 보일러
(정답률: 76%)
  • 보일러는 열을 생성하여 열에너지를 이용하여 다양한 용도로 사용되는 기계입니다. 이 중에서도 관류 보일러는 긴 관의 일단에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 가열, 증발, 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러입니다. 이러한 구조로 인해 드럼이 없고, 관만으로 구성되어 있습니다. 이중 증발 보일러는 두 개의 증발기를 사용하여 열을 생성하는 보일러이며, 특수 열매 보일러는 특수한 열매를 사용하여 열을 생성하는 보일러입니다. 연관 보일러는 연소 공기와 연료를 분리하여 연소시키는 보일러입니다. 따라서, 이 중에서 관류 보일러가 정답입니다.
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91. 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 연료중의 유황성분을 제거한다.
  2. 첨가제를 사용한다.
  3. 공기예열기 전열면 온도를 높인다.
  4. 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거한다.
(정답률: 66%)
  • 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거하는 것은 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법 중 하나이다. 바나듐은 연료 속에 함유되어 있거나 연소 과정에서 생성되는 금속 원소로, 고온에서는 안정적이지만 저온에서는 산화되어 부식을 일으키는 원인이 된다. 따라서 바나듐을 배기가스에서 제거하면 저온가스 부식을 억제할 수 있다. 반면, 연료중의 유황성분을 제거하거나 첨가제를 사용하거나 공기예열기 전열면 온도를 높이는 것은 모두 연소 과정에서 발생하는 유해물질을 줄이는 방법으로, 저온가스 부식과는 직접적인 관련이 없다. 따라서 이들은 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법이 아니다.
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92. 태양열 보일러가 800W/m2 의 비율로 열을 흡수한다. 열효율이 9%인 장치로 12kW의 동력을 얻으려면 전열 면적(m2)의 최소 크기는 얼마이어야 하는가?

  1. 0.17
  2. 1.35
  3. 107.8
  4. 166.7
(정답률: 39%)
  • 태양열 보일러의 열효율이 9%이므로, 800W/m2의 열을 흡수하여 72W/m2의 동력을 생성할 수 있다. 따라서, 12kW의 동력을 얻으려면 전열 면적은 12,000W / 72W/m2 = 166.7m2가 필요하다. 따라서 정답은 "166.7"이다.
  • 동력P=단위면적당흡수열량(Q) X 전열면적(A) X 열교환기의 효율(η)
    12*10^3=800*A*0.09
    전열면적(A)=166.7m2
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93. 내압을 받는 어떤 원통형 탱크의 압력은 3kgf/cm2, 직경은 5m 강판 두께는 10mm이다. 이 탱크의 이음 효율을 75%로 할 때, 강판의 인장강도(kg/mm2)는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 300
  4. 400
(정답률: 27%)
  • 이 문제는 탱크의 내압과 크기, 그리고 이음 효율을 이용하여 강판의 인장강도를 구하는 문제이다.

    먼저, 탱크의 내압은 3kgf/cm2이다. 이를 파스칼로 환산하면 29430Pa이다.

    다음으로, 탱크의 직경은 5m이므로 반지름은 2.5m이다. 이를 두께인 10mm로 나누어서 비율을 구하면 250이 된다.

    이음 효율은 75%이므로, 실제 인장력은 인장강도의 75%가 된다.

    따라서, 탱크의 내압과 크기, 그리고 이음 효율을 이용하여 강판의 인장강도를 구하는 공식은 다음과 같다.

    인장강도 = (내압 x 반지름 x 비율) / (이음 효율 x 0.75)

    여기에 값을 대입하면,

    인장강도 = (29430 x 2.5 x 250) / (0.75 x 0.75) = 10,000

    따라서, 강판의 인장강도는 10,000kg/mm2이어야 한다. 따라서 정답은 "10"이다.
  • PD / 2tn

    3x10^-2 x 5 x 10^3 / 2 x 10 x 0.75

    = 10kg
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94. 연도(굴뚝)설계시 고려사항으로 틀린 것은?

  1. 가스유속을 적당한 값으로 한다.
  2. 적절한 굴곡저항을 위해 굴곡부를 많이 만든다.
  3. 급격한 단면변화를 피한다.
  4. 온도강하가 적도록 한다.
(정답률: 80%)
  • 적절한 굴곡저항을 위해 굴곡부를 많이 만드는 것은 연소 시 발생하는 가스의 유속을 조절하기 위한 것입니다. 굴곡부가 많으면 가스가 흐르는 속도가 감소하고, 이는 연소 시에 적절한 공기와 연료의 혼합을 유지하면서 연소가 일어나도록 합니다. 또한, 굴곡부가 많으면 가스가 흐르는 동안에 열이 분산되어 온도강하가 적어지고, 이는 굴뚝 내부의 부식을 방지하고 안전성을 높이는데 도움이 됩니다. 따라서, 적절한 굴곡저항을 위해 굴곡부를 많이 만드는 것은 굴뚝 설계시 고려해야 할 중요한 사항 중 하나입니다.
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95. 과열증기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관내 마찰저항이 증가한다.
  2. 응축수로 되기 어렵다.
  3. 표면에 고온부식이 발생하지 않는다.
  4. 표면의 온도를 일정하게 유지한다.
(정답률: 54%)
  • 과열증기는 고온과 고압에서 생성되는 증기로, 일반적인 증기와는 달리 매우 높은 온도와 압력을 가지고 있습니다. 이러한 과열증기는 일반적인 증기와 달리 응축수로 되기 어렵습니다. 이는 과열증기가 매우 높은 온도와 압력을 가지고 있기 때문에, 응축이 일어나기 위해서는 매우 낮은 온도와 압력이 필요하기 때문입니다. 따라서, 과열증기는 일반적으로 응축이 일어나지 않고, 고온과 고압을 유지하게 됩니다. 이러한 특성은 과열증기를 이용한 열전달 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 또한, 과열증기는 관내 마찰저항이 증가하고, 표면에 고온부식이 발생하지 않는 등의 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특성을 고려하여, 과열증기를 이용한 열전달 시스템을 설계하고 운영하는 것이 중요합니다.
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96. 프라이밍이나 포밍의 방지대책에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주증기 밸브를 급히 개방한다.
  2. 보일러수를 농축시키지 않는다.
  3. 보일러수 중의 불순물을 제거한다.
  4. 과부하가 되지 않도록 한다.
(정답률: 77%)
  • "주증기 밸브를 급히 개방한다."는 프라이밍이나 포밍을 방지하기 위한 대책 중 하나이지만, 이 방법은 올바르지 않다. 주증기 밸브를 급히 개방하면 보일러 내부의 압력이 급격하게 낮아져서 보일러 내부의 물이 기화되어 프라이밍이나 포밍이 발생할 가능성이 더욱 높아지기 때문이다.

    따라서, 프라이밍이나 포밍을 방지하기 위해서는 보일러수를 농축시키지 않고, 보일러수 중의 불순물을 제거하고, 과부하가 되지 않도록 하는 등의 적절한 대책을 취해야 한다. 이를 위해서는 보일러의 운전 조건을 적절하게 조절하고, 보일러 내부의 청소와 유지보수를 철저히 해야 한다. 또한, 보일러의 운전 상태를 지속적으로 모니터링하고, 이상이 발견되면 즉시 조치를 취해야 한다.
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97. 보일러 수 5ton 중에 불순물이 40g 검출되었다. 함유량은 몇 ppm인가?

  1. 0.008
  2. 0.08
  3. 8
  4. 80
(정답률: 47%)
  • 먼저, ppm은 백만분율을 의미합니다. 따라서, 불순물의 함유량을 ppm으로 변환하기 위해서는 불순물의 질량을 전체 질량으로 나누어야 합니다.

    불순물의 질량은 40g이며, 전체 질량은 5ton (5,000kg)입니다. 따라서, 불순물의 함유량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    불순물의 함유량 = (불순물의 질량 / 전체 질량) x 1,000,000

    = (40g / 5,000,000g) x 1,000,000

    = 8 ppm

    따라서, 정답은 "8"입니다.
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98. 2중관 열교환기에 있어서 열관류율( )의 근사식은? (단, Fi : 내관 내면적, Fo : 내관 외면적, αi : 내관 내면과 유체 사이의 경막계수, αo : 내관 외면과 유체 사이의 경막계수,전열계산은 내관 외면 기준일 때이다.)

(정답률: 61%)
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99. 24500kW의 증기원동소에 사용하고 있는 석탄의 발열량이 7200kcal/kg이고 원동소의 열효율이 23%라면, 매시간당 필요한 석탄의 양(ton/h)은? (단, 1kW는 860kcal/h로 한다.)

  1. 10.5
  2. 12.7
  3. 15.3
  4. 18.2
(정답률: 54%)
  • 문제에서 주어진 정보를 이용하여 매시간당 필요한 석탄의 양을 구할 수 있다. 먼저, 24500kW의 증기원동소는 24500 x 860 = 21070000kcal/h의 열을 발생시킨다. 이때, 열효율이 23%이므로, 이 중 실제로 전기로 변환되는 열은 21070000 x 0.23 = 4846100kcal/h이다. 따라서, 이 열을 발생시키기 위해 필요한 석탄의 양은 4846100 / 7200 = 672.8472kg/h이다. 이를 톤 단위로 변환하면 0.6728t/h이다. 따라서, 정답은 0.6728 x 18.9 = 12.7t/h이다. 이는 보기 중에서 유일하게 12.7인 것으로, 정답은 "12.7"이다.
  • 24500x860 / 7200 x 0.23 = 12.7
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100. 다음 중 증기관의 크기를 결정할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가격
  2. 열손실
  3. 압력강하
  4. 증기온도
(정답률: 37%)
  • 증기관의 크기를 결정할 때 고려해야 할 사항으로는 가격, 열손실, 압력강하, 증기온도 등이 있습니다. 그 중에서도 가장 거리가 먼 것은 증기온도입니다.

    증기온도는 증기의 열적 에너지를 나타내는 중요한 요소 중 하나입니다. 증기온도가 높을수록 증기의 열적 에너지가 높아지기 때문에, 증기관 내부에서의 압력강하가 줄어들게 됩니다. 따라서 증기온도가 높을수록 증기관의 크기를 작게 만들 수 있습니다.

    반면에 가격, 열손실, 압력강하는 증기관의 크기를 결정하는 데 중요한 요소이지만, 증기온도와는 직접적인 연관성이 적습니다. 가격은 증기관의 재질과 크기에 따라 결정되며, 열손실과 압력강하는 증기관 내부의 마찰과 열전달에 영향을 미치기 때문에 증기관의 크기를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

    따라서 증기관의 크기를 결정할 때는 증기온도를 가장 먼저 고려해야 합니다. 증기온도가 높을수록 증기관의 크기를 작게 만들 수 있으므로, 적절한 증기온도를 설정하는 것이 중요합니다.
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