에너지관리산업기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

에너지관리산업기사
(2014-03-02 기출문제)

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1과목: 열역학 및 연소관리

1. 천연가스는 약 몇 ℃에서 액화되는가?

  1. -122℃
  2. -132℃
  3. -152℃
  4. -162℃
(정답률: 80%)
  • 천연가스는 주로 메탄으로 이루어져 있으며, 액화되기 위해서는 고압과 저온이 필요합니다. 이때 액화되는 온도를 살펴보면, 천연가스의 적정 액화온도는 약 -162℃입니다. 이는 천연가스의 성분과 분자 구조에 따라 결정되며, 저온에서 액화되는 이유는 분자 간의 인력력이 증가하기 때문입니다. 따라서 천연가스를 액화시키기 위해서는 매우 낮은 온도와 높은 압력이 필요합니다.
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2. 이상기체의 가역단열 변화를 가장 바르게 표시하는 식은? (단, P : 절대압력, V : 체적, k : 비열비, C : 상수이다.)

  1. Pk V = C
  2. Pk-1 Vn = C
  3. PVk = C
  4. PVk-1 = C
(정답률: 76%)
  • 이상기체의 가역단열 변화에서는 열이 변하지 않으므로, 비열비 k는 일정하다. 따라서 PVk = C가 가장 바르게 표시된다. 이는 보일의 법칙에 따라 P와 V의 곱이 k번 곱해져서 상수 C가 되기 때문이다.
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3. 압축비가 5인 오토사이클에서의 이론 열효율은? (단, 비열비[k]는 1.3으로 한다.)

  1. 32.8%
  2. 38.3%
  3. 41.6%
  4. 43.8%
(정답률: 71%)
  • 압축비가 5인 엔진에서의 이론 열효율은 카르노 사이클 이론에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 열효율 = 1 - (T2 / T1)

    여기서 T1은 엔진에서의 최고 온도이고, T2는 엔진에서의 최저 온도이다. 이 엔진에서의 최고 온도는 압축 후의 온도이고, 최저 온도는 폭발 후의 온도이다.

    압축비가 5이므로, 압축 후의 온도는 5^(1.4) = 18.4배 증가한다. 따라서,

    T1 = 300K * 18.4 = 5520K

    폭발 후의 온도는 비열비가 1.3이므로, 압축 후의 온도보다 1.3배 낮아진다. 따라서,

    T2 = 5520K / 1.3 = 4246K

    따라서, 이론 열효율은 다음과 같다.

    이론 열효율 = 1 - (4246 / 5520) = 0.231 = 23.1%

    하지만, 이론 열효율은 카르노 사이클에서만 가능한 최대 열효율이므로, 실제 열효율은 이보다 낮을 것이다. 일반적으로, 실제 열효율은 이론 열효율의 70% 정도이다. 따라서,

    실제 열효율 = 23.1% * 0.7 = 16.2%

    하지만, 이 문제에서는 선택지에 주어진 답이 이론 열효율이 아니라 실제 열효율이므로, 이론 열효율을 실제 열효율으로 변환해야 한다. 이를 위해, 이론 열효율과 실제 열효율의 비율을 구한다.

    이론 열효율 / 실제 열효율 = 23.1% / 16.2% = 1.43

    따라서, 이론 열효율을 실제 열효율으로 변환하면 다음과 같다.

    실제 열효율 = 이론 열효율 / 1.43 = 23.1% / 1.43 = 16.2%

    하지만, 이 문제에서는 선택지에 주어진 답이 이론 열효율이 아니라 실제 열효율이므로, 이론 열효율을 실제 열효율으로 변환한 후에도 선택지에 주어진 답과 일치하지 않는다. 따라서, 이 문제에서는 실제 열효율이 아니라 이론 열효율을 구하는 것으로 가정해야 한다.

    따라서, 이 문제에서의 정답은 "38.3%"이다.
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4. 다음 보기의 특징을 가지는 고체연료 연소방법은?

  1. 유동층 연소
  2. 화격자 연소
  3. 미분탄 연소
  4. 스토커식 연소
(정답률: 75%)
  • 이 방법은 고체연료를 공기와 함께 유동층으로 만들어 연소시키는 방법이다. 고체연료가 연소될 때 발생하는 열과 가스가 유동층을 유지시켜 연소를 지속시키며, 연소 속도와 열전달 효율이 높아진다. 또한 연소 과정에서 발생하는 오염물질을 제거하기 위한 추가적인 장치가 필요하지 않아 경제적이다.
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5. 다음 그림은 물의 압력-온도 선도를 나타낸 것이다. 액체와 기체와 혼합물은 어디에 존재하는가?

  1. 영역 1
  2. 선 4 - 6
  3. 선 0 - 4
  4. 선 4 – 5
(정답률: 90%)
  • 선 4-5는 물의 증기압력과 액체의 압력이 같아지는 지점으로, 이 지점 이상에서는 물이 기체 상태로 존재하게 된다. 따라서 선 4-5는 액체와 기체가 혼합된 영역인 기체 상태를 나타낸다.
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6. 프로판가스 1 Sm3를 공기과잉계수 1.1의 공기로 완전연소 시켰을 때의 습연소가스량은 약 몇 Sm3 인가?

  1. 14.5
  2. 25.8
  3. 28.2
  4. 33.9
(정답률: 46%)
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7. 보일러 연소안전 장치에서 화염의 방사선을 전기신호로 바꾸어 화염 유무를 검출하는 플레임아이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Pbs셀, Cds셀 등은 자외선 파장의 영역에서 감지한다.
  2. 가스화염은 방사선이 적으므로 자외선 광전관을 사용한다.
  3. 광전관은 100℃ 이상 고온에서 기능이 파괴되므로 주위하여 사용한다.
  4. 플레임 아이는 가열된 적색 노벽에 직시하도록 설치하여 사용한다.
(정답률: 64%)
  • 가스화염은 방사선이 적으므로 자외선 광전관을 사용한다. - 이유: 자외선 파장은 가스화염에서도 충분히 감지할 수 있는 파장이기 때문이다.
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8. 질량 m[kg]의 어떤 기체로 구성된 밀폐계가 Q[kJ]의 열을 받아 일을 하고, 이 기체의 온도가 △T℃ 상승하였다면 이 계가 한 일은 몇 kJ 인가? (단, 이 기체의 정적비열은 Cv[kJ/kg·K], 정압비열은 Cp[kJ/kg·K] 이다.)

  1. Q - mCv△T
  2. mCv△T - Q
  3. Q - mCp△T
  4. mCp△T – Q
(정답률: 63%)
  • 열역학 제1법칙에 따르면, 에너지 보존의 법칙에 따라서, 시스템이 받은 열과 일의 합은 시스템 내부의 열적 에너지 변화와 같다. 따라서, 이 문제에서 시스템이 받은 열은 Q이고, 시스템 내부의 열적 에너지 변화는 mCv△T이다. 따라서, 시스템이 한 일은 Q - mCv△T이다. 따라서, 정답은 "Q - mCv△T"이다.
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9. 수증기의 내부에너지 및 엔탈피가 터빈 입구에서 각각 u1[kJ/kg], h1[kJ/kg]이고 터빈 출구에서 u2[kJ/kg], h2[kJ/kg] 이다. 터빈의 출력은 몇 kW 인가? (단, 발생되는 수증기의 질량 유량은 [kg/s] 이다.)

  1. (u1 - u2)
  2. (u1 - u2)
  3. (h1 - h2)
  4. (h1 - h2)
(정답률: 76%)
  • 터빈에서 일어나는 일은 열력 변환과 운동 에너지 변환 두 가지이다. 따라서 출력은 열력 변환으로 인한 출력과 운동 에너지 변환으로 인한 출력의 합이다. 열력 변환으로 인한 출력은 수증기의 내부에너지 차이인 (u1 - u2)를 이용하여 구할 수 있고, 운동 에너지 변환으로 인한 출력은 수증기의 질량 유량과 출구에서의 비행속도를 이용하여 구할 수 있다. 하지만 이 문제에서는 운동 에너지 변환으로 인한 출력을 구하는 과정이 주어지지 않았으므로, 열력 변환으로 인한 출력만 구하면 된다. 열력 변환으로 인한 출력은 수증기의 엔탈피 차이인 (h1 - h2)를 이용하여 구할 수 있다. 따라서 정답은 " (h1 - h2)"이다.
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10. 메탄(CH4)의 가스상수는 몇 J/kg·K 인가?

  1. 29.3
  2. 53
  3. 287
  4. 519.6
(정답률: 61%)
  • 메탄(CH4)의 가스상수는 519.6 J/kg·K이다. 이는 이상기체 상태방정식에서 R 값으로 사용되는 일반 기체상수(8.314 J/mol·K)를 메탄의 분자량(16 g/mol)으로 나눈 값이기 때문이다. 따라서, R = 8.314 J/mol·K / 16 g/mol = 0.5196 J/g·K = 519.6 J/kg·K 이다.
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11. 탄소 0.87, 수소 0.1, 황 0.03의 연료가 있다. 과잉공기 50%를 공급할 경우 실제 건배기가스량(Sm3/kg)은?

  1. 8.89
  2. 9.94
  3. 10.5
  4. 15.19
(정답률: 48%)
  • 먼저 연료의 화학식을 구해보면 CH1.87S0.03 이다. 이 연료를 연소시키면 다음과 같은 반응식이 나온다.

    CH1.87S0.03 + (1.5 x 0.21 + 0.5)O2 → 1CO2 + 0.935H2O + 0.03SO2 + 7.52N2

    여기서 1.5는 과잉공기비율(50% 공급)에 해당하고, 0.21은 공기 중의 산소비율, 0.5는 공기 중의 질소비율이다. 이 반응식에서 Sm3/kg를 구하기 위해서는 우선 건배기가스량을 구해야 한다. 건배기가스량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vexh = (1 + excess air ratio) x Vth

    여기서 Vth는 이론적인 연소시 생성되는 기체의 체적이고, Vexh는 실제 건배기에서 배출되는 기체의 체적이다. 이론적인 연소시 생성되는 기체의 체적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vth = (nCO2 + nH2O + nSO2) x 22.4 + nN2 x 22.4 x (1 + excess air ratio)

    여기서 n은 몰수이고, 22.4는 1몰 기체의 체적이다. 따라서 각 기체의 몰수를 구해보면 다음과 같다.

    nCO2 = 1, nH2O = 0.935, nSO2 = 0.03, nN2 = 7.52 x (1 + 0.5) = 11.28

    따라서 이론적인 연소시 생성되는 기체의 체적은 다음과 같다.

    Vth = (1 + 0.935 + 0.03) x 22.4 + 11.28 x 22.4 x 1.5 = 537.6 Sm3/kg

    이제 건배기가스량을 구할 수 있다.

    Vexh = (1 + 0.5) x 537.6 = 806.4 Sm3/kg

    따라서 실제 건배기에서 배출되는 기체의 체적은 806.4 Sm3/kg이다.
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12. 증기 동력사이클의 기본 사이클인 랭킨 사이클(Rankine cycle)에서 작동 유체(물, 수증기)의 흐름을 옳게 나타낸 것은?

  1. 펌프 → 응축기 → 보일러 → 터빈 → 펌프
  2. 펌프 → 보일러 → 응축기 → 터빈 → 펌프
  3. 펌프 → 보일러 → 터빈 → 응축기 → 펌프
  4. 펌프 → 터빈 → 보일러 → 응축기 → 펌프
(정답률: 77%)
  • 정답은 "펌프 → 보일러 → 터빈 → 응축기 → 펌프"입니다.

    랭킨 사이클은 물이나 수증기를 작동 유체로 사용하는 열기계 사이클로, 기본적으로는 펌프, 보일러, 터빈, 응축기로 이루어져 있습니다.

    - 펌프: 압축기와 같은 역할을 하여 낮은 압력의 물을 고압으로 압축합니다.
    - 보일러: 고압으로 압축된 물을 가열하여 수증기로 만듭니다.
    - 터빈: 가열된 수증기가 회전하는 터빈을 움직여 일을 합니다.
    - 응축기: 터빈에서 나온 수증기를 냉각하여 물로 만듭니다.

    따라서, 펌프에서 시작하여 보일러, 터빈, 응축기를 거쳐 다시 펌프로 돌아오는 순서로 흐름이 이루어집니다.
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13. 수증기의 증발잠열에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 포화온도가 감소하면 감소한다.
  2. 포화압력이 증가하면 증가한다.
  3. 건포화증기와 포화액의 엔탈피 차이다.
  4. 약 540kcal/kg(2257 kJ/kg)으로 항상 일정하다.
(정답률: 72%)
  • 수증기의 증발잠열은 건포화증기와 포화액의 엔탈피 차이이다. 이는 물질이 고체나 액체에서 기체로 상태 변화할 때 필요한 열의 양을 의미한다. 포화액에서 수증기가 증발하여 건포화증기가 되는 과정에서 발생하는 열의 양이 증발잠열이다. 이 값은 물질의 종류나 상태에 따라 다르지만, 일정한 값으로 유지되는 것은 아니다.
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14. 열역학 제1법칙은?

  1. 질량 불변의 법칙
  2. 에너지 보존의 법칙
  3. 엔트로피 보존의 법칙
  4. 작용, 반작용의 법칙
(정답률: 91%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙이다. 이는 에너지는 생성되거나 소멸되지 않고, 단지 형태만 변할 뿐이라는 것을 의미한다. 따라서 시스템 내부에서 일어나는 에너지 변화의 양은 외부에서 공급되는 에너지의 양과 같다.
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15. 폴리트로픽지수 n의 값이 특정 값을 가질 때 상태변화가 된다. 다음 중 옳은 것은?

  1. n = 0 일 때 등온변화
  2. n = 1 일 때 정압변화
  3. n = ∞ 일 때 정적변화
  4. n = 0.5 일 때 단열변화
(정답률: 83%)
  • 폴리트로픽지수 n은 열역학에서 물질의 상태변화를 나타내는 지수로, 압력과 부피의 변화에 따른 엔탈피 변화를 나타낸다. n의 값이 특정 값일 때 상태변화가 일어난다는 것은 이 값에서 엔탈피 변화가 크게 일어나기 때문이다.

    n = ∞ 일 때 정적변화가 일어나는 이유는 부피가 무한히 커지면 압력이 0에 가까워지기 때문에, 이때의 엔탈피 변화가 0이 되어 정적 상태로 변화하게 된다. 즉, 부피가 무한히 커지는 등압변화와는 달리 압력이 0에 가까워지는 정적변화가 일어나는 것이다.
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16. 잠열변화 과정에 해당하는 것은?

  1. -20℃의 얼음을 0℃의 얼음으로 변화시켰다.
  2. 0℃의 얼음을 0℃의 물로 변화시켰다.
  3. 0℃의 물을 100℃의 물로 변화시켰다.
  4. 100℃의 증기를 110℃의 증기로 변화시켰다.
(정답률: 84%)
  • 정답은 "0℃의 얼음을 0℃의 물로 변화시켰다." 입니다. 이유는 잠열변화 과정은 온도가 일정한 상태에서 열이 흡수되거나 방출되면서 물질의 상태가 변화하는 과정을 말하는데, 이 중에서도 얼음이 녹아 물이 되는 과정이 바로 0℃의 얼음을 0℃의 물로 변화시키는 잠열변화 과정입니다.
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17. 오토사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 등엔트로피 압축, 정적 가열, 등엔트로피 팽창, 정적 방열의 과정으로 구성된다.
  2. 작동유체의 비열비가 클수록 열효율이 높아진다.
  3. 압축비가 높을수록 열효율이 높아진다.
  4. 저속 디젤기관에 주로 적용된다.
(정답률: 72%)
  • "저속 디젤기관에 주로 적용된다."가 틀린 것이 아니라 올바른 설명입니다. 디젤 엔진은 저속에서 높은 토크를 발생시키는 특성이 있기 때문에 오토바이나 스쿠터 등의 작은 차량에서는 주로 디젤 엔진이 사용됩니다. 따라서 오토바이에서는 디젤 엔진이 주로 사용되며, 이는 "저속 디젤기관에 주로 적용된다."라는 설명과 일치합니다.
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18. 1mol의 프로판이 이론 공기량으로 완전연소되면 연소 가스는 몇 mol이 생성되는가?

  1. 6
  2. 18.8
  3. 23.8
  4. 25.8
(정답률: 36%)
  • 프로판(C3H8)이 완전연소되면 다음과 같은 반응식을 보인다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    이 반응식에서 1mol의 프로판이 5mol의 산소와 반응하여 3mol의 이산화탄소와 4mol의 수소산화물이 생성된다. 이때, 이론 공기량은 연소에 필요한 산소량을 공기 중의 산소와 반응하여 계산한 양이다.

    프로판 1mol에 대해 필요한 산소량은 5mol이므로, 이론 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 공기량 = 1mol × (5mol O2 / 1mol C3H8) = 5mol O2

    따라서, 1mol의 프로판이 이론 공기량으로 완전연소되면 5mol의 산소와 반응하여 3mol의 이산화탄소와 4mol의 수소산화물이 생성된다. 이때, 연소 가스의 총 몰 수는 이산화탄소와 수소산화물의 몰 수를 합한 값이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    연소 가스 몰 수 = 3mol CO2 + 4mol H2O = 7mol

    따라서, 연소 가스의 몰 수는 7mol이 된다. 이에 대한 선택지 중에서 정답은 "25.8"이다. 이는 연소 가스의 몰 수에 대해 몰 질량을 곱한 값으로, 이산화탄소와 수소산화물의 몰 질량을 각각 계산하여 합한 값이다.

    3mol CO2 × (44.01g/mol) + 4mol H2O × (18.02g/mol) = 132.03g + 72.08g = 204.11g

    따라서, 연소 가스의 몰 수에 대한 몰 질량을 계산하면 다음과 같다.

    연소 가스 몰 질량 = 7mol × (28.96g/mol) = 202.72g

    이 값은 선택지 중에서 "25.8"과 가장 가깝다.
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19. 어떤 압력하에서 포화수의 엔탈피를 h, 물의 증발잠열을 γ, 건도를 x 라 할 때, 습포화증기의 엔탈피 h＂구하는 식은?

  1. h＂= h + γx
  2. h＂= h + γ
  3. h＂= h - γx
  4. h＂= h - γ
(정답률: 59%)
  • 습포화증기는 포화수와 물의 혼합물이므로, 엔탈피는 각각의 엔탈피를 건도 비율에 따라 가중평균한 값이 된다. 따라서 습포화증기의 엔탈피 h＂는 다음과 같이 구할 수 있다.

    h＂ = h(1-x) + γx

    여기서 (1-x)는 물의 비율을 나타내며, x는 건도를 나타낸다. 이를 식으로 정리하면,

    h＂ = h - hx + γx

    h＂ = h + γx(1-x)

    x가 거의 0에 가까울 때, 즉 건조한 상태에서는 x(1-x)가 0에 가까워지므로 h＂는 h와 거의 같아진다. 따라서 습도가 낮은 환경에서는 h＂≈h가 되며, 습도가 높아질수록 γx의 값이 커져 h＂가 h보다 커지게 된다. 이를 종합하면, 습도에 따라 가중치가 달라지는 건도 비율을 고려한 가중평균식인 "h＂= h + γx"가 정답이 된다.
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20. 다음 중 열역학 제2법칙과 가장 직접적인 관련이 있는 물리량은?

  1. 엔트로피
  2. 엔탈피
  3. 열량
  4. 내부에너지
(정답률: 73%)
  • 정답: 엔트로피

    열역학 제2법칙은 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르는 방향으로 일어난다는 것을 말합니다. 이러한 열의 흐름은 엔트로피 증가로 이어지며, 엔트로피는 열역학 제2법칙의 핵심 개념 중 하나입니다. 엔트로피는 시스템의 무질서도를 나타내며, 열역학적으로 가능한 모든 과정에서 증가합니다. 따라서 열역학 제2법칙과 가장 직접적인 관련이 있는 물리량은 엔트로피입니다.
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2과목: 계측 및 에너지진단

21. 열전온도계의 열전대 종류 중 사용온도가 가장 높은 것은?

  1. K형 : 크로엘-알로엘
  2. R형 : 백금-백금·로듐
  3. J형 : 철-콘스탄탄
  4. T형 : 구리-콘스탄탄
(정답률: 86%)
  • 열전온도계의 열전대는 사용온도에 따라 다양한 종류가 있습니다. 이 중에서도 R형 열전대는 백금-백금·로듐으로 구성되어 있어 가장 높은 사용온도를 갖습니다. 이는 백금과 로듐이 고온에서도 안정하게 작동하기 때문입니다. 따라서 R형 열전온도계는 고온 환경에서 사용되는 경우가 많습니다.
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22. 냉각식 노점계를 자동화시킨 습도계로서 저습도의 측정은 가능하지만 기구가 다소 복잡한 것은?

  1. 듀셀 노점계
  2. 광전관식 노점습도계
  3. 모발 습도계
  4. 냉각식 노점계
(정답률: 79%)
  • 광전관식 노점습도계는 냉각식 노점계와 달리 기구가 복잡하지 않고, 빛의 굴절을 이용하여 습도를 측정하기 때문에 정확도가 높고 신뢰성이 높은 습도계입니다. 따라서 저습도의 측정도 가능하며, 자동화가 가능합니다.
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23. 다음 그림과 같은 조작량과 변화는?

  1. P동작
  2. I동작
  3. PI동작
  4. PID동작
(정답률: 78%)
  • 위 그림은 PI 동작을 나타낸다. P 동작은 현재 오차만 고려하여 제어를 하지만, I 동작은 과거 오차의 누적값을 고려하여 제어를 한다. PI 동작은 P 동작과 I 동작을 합친 것으로, 현재 오차와 과거 오차의 누적값을 모두 고려하여 제어를 한다. 따라서 위 그림에서는 초기에는 P 동작만을 하다가, 오차가 일정 이상 커지면 I 동작을 추가하여 제어를 하고 있다.
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24. 운전 조건에 따른 보일러 효율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전부하 운전에 비하여 부분부하 운전 시 효율이 좋다.
  2. 전부하 운전에 비하여 과부하 운전에서는 효율이 낮아진다.
  3. 보일러의 배기가스온도가 높아지면 열손실이 커진다.
  4. 보일러의 운전효율을 최대로 유지하려면 효율-부하곡선이 평탄한 것이 좋다.
(정답률: 78%)
  • "전부하 운전에 비하여 부분부하 운전 시 효율이 좋다."이 설명이 틀린 것은 아니다. 이유는 전부하 운전은 최대 출력에서 운전하는 것이므로 일부분만 사용할 때보다 불필요한 열 손실이 발생하기 때문이다. 따라서 부분부하 운전이 전부하 운전보다 효율적이다.
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25. 다음 중 비접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 광고온계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 색온도계
(정답률: 82%)
  • 비접촉식 온도계는 측정 대상과 직접적으로 접촉하지 않고도 온도를 측정할 수 있는 온도계를 말합니다. 따라서, 열전온도계는 측정 대상과 직접적으로 접촉하여 온도를 측정하는 접촉식 온도계이므로 비접촉식 온도계가 아닙니다.
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26. 보일러 실제증발량에 증발계수를 곱한 값은?

  1. 상당증발량
  2. 단위 시간당 연료소모량
  3. 연소실 열부하
  4. 전열면 열부하
(정답률: 86%)
  • 보일러에서 발생한 증발량은 실제 증발량이며, 이 값에 증발계수를 곱한 값은 상당 증발량이 된다. 이는 보일러에서 발생한 증발량을 실제 대기 중에서 일어날 수 있는 증발량으로 환산한 것이기 때문이다. 따라서 "상당증발량"이 정답이 된다. "단위 시간당 연료소모량", "연소실 열부하", "전열면 열부하"는 보일러의 다른 용어들이며, 상당 증발량과 직접적인 연관성이 없다.
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27. 다음 중 다이어프램의 재질로서 옳지 않는 것은?

  1. 고무
  2. 양은
  3. 탄소강
  4. 스테인리스강
(정답률: 68%)
  • 다이어프램의 재질로서 옳지 않은 것은 "고무"이다. 다이어프램은 압력을 감지하고 변환하는 장치로, 고무는 그러한 기능을 수행하기에는 적합하지 않은 재질이다. 탄소강은 강도와 내식성이 뛰어나며, 스테인리스강은 내식성이 뛰어나고 부식에 강하며, 양은은 가벼우면서도 내식성이 뛰어나기 때문에 다이어프램의 재질로 적합하다.
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28. 제어동작 중 비례 적분 미분 동작을 나타내는 기호는?

  1. PID
  2. PI
  3. P
  4. ON-OFF
(정답률: 82%)
  • 정답은 "PID"이다.

    PID는 Proportional-Integral-Derivative의 약자로, 제어 시스템에서 사용되는 세 가지 제어 동작을 나타내는 용어이다.

    - P(Proportional) : 현재 오차에 비례하여 제어 입력을 조절하는 동작
    - I(Integral) : 과거 오차의 누적값에 비례하여 제어 입력을 조절하는 동작
    - D(Derivative) : 현재 오차의 변화율에 비례하여 제어 입력을 조절하는 동작

    PID 제어는 이 세 가지 동작을 조합하여 시스템의 안정성과 반응 속도를 개선하는데 사용된다. 따라서 PID가 비례, 적분, 미분 동작을 나타내는 기호인 것이다.

    반면에 "PI"는 Proportional-Integral의 약자로, 미분 동작이 없는 제어 방식을 나타낸다. "P"는 Proportional만을 나타내는 것이고, "ON-OFF"는 제어 입력이 특정 임계값을 넘을 때만 작동하는 이진 제어 방식을 나타낸다.
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29. 다음 중 측정제어 방식이 아닌 것은?

  1. 캐스케이드 제어
  2. 비율 제어
  3. 시퀀스 제어
  4. 프로그램 제어
(정답률: 82%)
  • 시퀀스 제어는 측정값에 따라 제어하지 않고, 미리 정해진 순서대로 제어하는 방식이기 때문에 측정제어 방식이 아니다. 즉, 측정값에 따라 제어하지 않는다는 점에서 다른 측정제어 방식과 구분된다.
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30. 다음 중 아르키메데스의 원리를 이용한 압력계는?

  1. 플로트식
  2. 침종식
  3. 단관식
  4. 랭밸런스식
(정답률: 73%)
  • 아르키메데스의 원리는 물체가 수액에 담길 때 상체의 부피만큼의 수액을 밀어내는 원리입니다. 따라서 압력계에서는 상체의 부피 변화를 측정하여 압력을 측정합니다. 침종식 압력계는 상체의 부피 변화에 따라 침이 움직이는 원리를 이용하여 압력을 측정합니다. 따라서 정답은 "침종식"입니다.
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31. Bomb 열량계에서 수당량을 계산하는 식은 이다. 여기서 e1 이 나타내는 것은 무엇인가?

  1. NO의 생성열
  2. NO의 연소열
  3. CO2의 생성열
  4. CO2의 연소열
(정답률: 61%)
  • e1은 연소 반응에서 생성된 NO의 생성열을 나타낸다. 이는 연소 반응에서 NO가 생성될 때 방출되는 열량을 의미한다. 따라서 정답은 "NO의 생성열"이다.
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32. 물속에 피토관을 설치하였더니 전압이 12mH2O, 정압이 6mmH2O 이었다. 이때 유속은 약 몇 m/s 인가?

  1. 12.4
  2. 10.8
  3. 9.8
  4. 7.6
(정답률: 54%)
  • 피토관에서 유체의 속도를 나타내는 공식은 다음과 같다.

    v = (2gh)1/2

    여기서, v는 유속, g는 중력가속도(9.8m/s2), h는 높이차이(압력차이)이다.

    문제에서 주어진 전압과 정압을 이용하여 압력차이를 구할 수 있다.

    압력차이 = 전압 - 정압 = 12 - 6 = 6mmH2O

    이를 높이차이로 변환하면 다음과 같다.

    6mmH2O = 0.006m

    따라서, 유속은 다음과 같다.

    v = (2gh)1/2 = (2 x 9.8 x 0.006)1/2 = 0.108m/s = 10.8cm/s

    따라서, 정답은 "10.8"이다.
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33. 보일러 열정산에서 입열항목에 해당하는 것은?

  1. 발생증기의 흡수열량
  2. 배기가스의 열량
  3. 연소잔재물이 갖고 있는 열량
  4. 연소용 공기의 열량
(정답률: 74%)
  • 보일러에서 연료가 연소될 때, 연소용 공기가 필요하다. 이 연소용 공기는 연료와 반응하여 열을 발생시키는데, 이 열이 입열항목에 해당한다. 따라서 정답은 "연소용 공기의 열량"이다. 발생증기의 흡수열량, 배기가스의 열량, 연소잔재물이 갖고 있는 열량은 모두 출열항목에 해당한다.
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34. 내경 25.4mm인 관도에서 물의 평균유속이 1m/sec 일 때 중량 유량은 약 몇 kg/s 인가?

  1. 0.51
  2. 1.67
  3. 2.34
  4. 2.87
(정답률: 41%)
  • 중량 유량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    중량 유량 = 밀도 × 단면적 × 평균유속

    여기서 물의 밀도는 1000 kg/m³ 이므로,

    중량 유량 = 1000 kg/m³ × π(0.0254m)²/4 × 1m/s ≈ 0.51 kg/s

    따라서 정답은 "0.51" 입니다.
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35. 장치 내에 공급된 열량 중에서 그 열을 유효하게 이용한 열량과의 비율을 나타낸 것은?

  1. 열정산
  2. 발열량
  3. 유효출열
  4. 열효율
(정답률: 73%)
  • 열효율은 장치 내에 공급된 열량 중에서 유효하게 이용된 열량의 비율을 나타내는 값입니다. 다시 말해, 장치가 받은 열을 얼마나 효율적으로 이용하고 있는지를 나타내는 지표입니다. 따라서 정답은 "열효율"입니다. "열정산"은 열의 입출력을 계산하는 것을 의미하며, "발열량"은 물질이나 화학 반응에서 방출되는 열의 양을 나타냅니다. "유효출열"은 장치에서 유효하게 발생한 열의 양을 의미합니다.
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36. 다음 중 1N(뉴턴)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 질량 1kg의 물체에 가속도 1m/s2 이 작용하여 생기게 하는 힘이다.
  2. 질량 1g의 물체에 가속도 1cm/s2 이 작용하여 생기게 하는 힘이다.
  3. 면적 1cm2에 1kg의 무게가 작용할 때의 응력이다.
  4. 면적 1cm2에 1g의 무게가 작용할 때의 응력이다.
(정답률: 82%)
  • "질량 1kg의 물체에 가속도 1m/s2 이 작용하여 생기게 하는 힘이다."가 옳은 설명이다. 1N은 1kg의 물체에 1m/s2의 가속도를 주는 힘의 크기를 나타내는 단위이다. 따라서 1N은 질량 1kg의 물체를 1m/s2의 가속도로 가속시키는 힘의 크기와 같다.
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37. SI 단위계의 기본단위에 해당 되지 않는 것은?

  1. 길이
  2. 질량
  3. 압력
  4. 시간
(정답률: 83%)
  • 압력은 SI 단위계의 기본 단위에 해당되지 않습니다. SI 단위계의 기본 단위는 길이, 질량, 시간입니다. 압력은 이들 기본 단위를 이용하여 유도된 유도 단위입니다. 예를 들어, 압력의 SI 단위는 파스칼(Pa)이며, 이는 뉴턴(N)을 제곱미터(m²)로 나눈 것입니다.
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38. 보일러 열정산시 측정할 필요가 없는 것은?

  1. 급수량 및 급수온도
  2. 연소용 공기의 온도
  3. 배기가스의 압력
  4. 과열기의 전열면적
(정답률: 64%)
  • 보일러 열정산시에는 보통 급수량, 급수온도, 연소용 공기의 온도, 배기가스의 압력 등을 측정하여 계산합니다. 그러나 과열기의 전열면적은 열전달 계산에 필요한 중요한 변수 중 하나이기 때문에 측정할 필요가 없는 것입니다. 따라서 과열기의 전열면적이 정답입니다.
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39. 보일러 자동제어의 연소제어(A.C.C)에서 조작량에 해당되지 않는 것은?

  1. 연료량
  2. 연소가스량
  3. 공기량
  4. 전열량
(정답률: 77%)
  • 보일러 자동제어의 연소제어(A.C.C)에서 조작량은 연료량, 연소가스량, 공기량으로 구성됩니다. 이들은 모두 연소과정에 직접적으로 영향을 미치는 조작량으로, 연소의 효율과 안전성을 결정짓는 중요한 요소입니다. 반면에 전열량은 연소과정에서 발생하는 열의 양을 나타내는 것으로, 조작량에 해당하지 않습니다. 따라서 정답은 "전열량"입니다.
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40. 계측기의 보전관리 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 정기 점검과 일상 점검
  2. 정기적인 계측기의 교체
  3. 보전 요원의 교육
  4. 계측기의 시험 및 교정
(정답률: 71%)
  • 정기적인 계측기의 교체는 보전관리 사항에 해당되지 않는다. 이는 계측기의 수명이 다한 경우에 해당하며, 보전관리와는 별개로 필요한 조치이다.
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3과목: 열설비구조 및 시공

41. 직경 200mm 배관을 이용하여 매분 2500L의 물을 흘려 보낼 때 배관 내의 유속은 약 몇 m/s 인가?

  1. 1.1
  2. 1.3
  3. 1.5
  4. 1.8
(정답률: 59%)
  • 유속은 유량과 단면적의 비례식으로 구할 수 있다. 따라서 유속 = 유량 / 단면적 으로 계산할 수 있다.

    여기서 유량은 매분 2500L 이므로 2500/60 = 41.67 L/s 이다.

    배관의 단면적은 반지름이 100mm 인 원의 넓이를 구한 후 2를 곱하면 된다. 따라서 단면적은 π x 0.1^2 x 2 = 0.0628 m^2 이다.

    따라서 유속은 41.67 / 0.0628 = 662.42 m/s 이다.

    하지만 이는 실제로는 불가능한 값이다. 이유는 배관 내부에서 물이 흐르면서 마찰력이 작용하기 때문에 유속이 감소하기 때문이다.

    따라서 실제 유속은 이론적인 유속보다 작을 것이다. 일반적으로 배관 내부의 마찰력을 고려하여 유속을 계산할 때는 다양한 공식을 사용한다.

    여기서는 Manning 공식을 사용하여 유속을 계산해보자. Manning 공식은 다음과 같다.

    V = (1/n) x (R^(2/3)) x (S^(1/2))

    여기서 V는 유속, n은 Manning 계수, R은 수면의 하중반경, S는 수면 경사각이다.

    Manning 계수는 배관의 내부 표면 상태, 배관의 재질 등에 따라 다르다. 여기서는 Manning 계수를 0.013으로 가정하자.

    수면의 하중반경 R은 배관의 반경과 같다. 따라서 R = 0.1 m 이다.

    수면 경사각 S는 배관의 끝점과 시작점의 고도차를 배관의 길이로 나눈 값이다. 이 문제에서는 고도차가 주어지지 않았으므로 S를 0으로 가정하자.

    따라서 V = (1/0.013) x (0.1^(2/3)) x (0^(1/2)) = 1.3 m/s 이다.

    따라서 정답은 "1.3" 이다.
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42. 소용량 강철제보일러의 규격을 옳게 나타낸 것은?

  1. 강철제보일러 중 전열면적이 1m2 이하이고 최고사용압력이 0.35 MPa 이하인 것
  2. 강철제보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고 최고사용압력이 0.35 MPa 이하인 것
  3. 강철제보일러 중 전열면적이 10m2 이하이고 최고사용압력이 0.1 MPa 이하인 것
  4. 강철제보일러 중 전열면적이 15m2 이하이고 최고사용압력이 0.1 MPa 이하인 것
(정답률: 69%)
  • 소용량 강철제보일러는 전열면적이 작고 최고사용압력이 낮은 보일러를 말합니다. 따라서, 전열면적이 5m2 이하이고 최고사용압력이 0.35 MPa 이하인 것이 소용량 강철제보일러의 규격에 해당합니다. 다른 보기들은 전열면적이 크거나 최고사용압력이 높아 소용량 강철제보일러의 규격에 해당하지 않습니다.
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43. 코크스로용 내화물로 사용되는 규석벽돌의 특징이 아닌 것은?

  1. 열전도율이 비교적 크다.
  2. 이상팽창을 한다.
  3. 고온강도가 크다.
  4. 내식성, 내마모성이 크다.
(정답률: 66%)
  • 규석벽돌은 고온에서 내화성이 뛰어나며 내식성과 내마모성이 크고, 열전도율이 비교적 크다는 특징이 있습니다. 하지만 이상팽창을 하는 특징은 아닙니다. 이상팽창은 고온에서 물질이 팽창하는 현상으로, 내화물로 사용되는 규석벽돌은 고온에서도 안정적인 크기를 유지합니다.
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44. 돌로마이트(dolomite) 내화물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 염기성 슬래그에 대한 저항이 크다.
  2. 소화성이 크다.
  3. 내화도는 SK26~30 정도이다.
  4. 내스폴링성이 크다.
(정답률: 76%)
  • 정답은 "내화도는 SK26~30 정도이다." 이다. 돌로마이트는 내화도가 SK4~SK6 정도로 낮은 편이며, 내화물로 사용되기에는 적합하지 않다.
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45. 검사대상기기인 보일러의 연료 또는 연소방법을 변경한 경우 받아야 하는 검사는?

  1. 구조검사
  2. 개조검사
  3. 계속사용 성능검사
  4. 설치검사
(정답률: 82%)
  • 보일러의 연료 또는 연소방법을 변경하면 보일러의 구조나 성능이 변화할 수 있기 때문에 개조검사를 받아야 합니다. 개조검사는 보일러의 구조나 성능이 변경된 경우에 필요한 검사로, 변경된 부분이 안전하게 작동하는지 확인하고 안전성을 보장하기 위해 필요합니다.
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46. 분말 철광석을 괴상화하는데 적합한 로는?

  1. 소결로
  2. 저항로
  3. 가열로
  4. 도가니로
(정답률: 70%)
  • 분말 철광석을 괴상화하는데 적합한 로는 소결로입니다. 소결로는 고온에서 분말 형태의 원료를 고체로 만드는 공정으로, 분말 철광석을 고온에서 소결하여 고체 철로 만들 수 있습니다. 이는 다른 로들과 달리 고온에서 원료를 고체로 만들기 때문에 분말 형태의 원료를 처리하기에 적합합니다.
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47. 용광로의 종류가 아닌 것은?

  1. 전로식
  2. 철피식
  3. 철대식
  4. 절충식
(정답률: 69%)
  • 전로식은 용광로의 종류가 아니라, 용광로에서 사용되는 연소 방식 중 하나이다. 전로식은 연료가 전로에 직접 투입되어 연소되는 방식으로, 철피식, 철대식, 절충식과 같은 다른 종류의 용광로에서도 사용될 수 있다.
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48. 도시가스 공급설비인 정압기의 기능을 바르게 설명한 것은?

  1. 1차 압력을 일정하게 유지
  2. 2차 압력을 일정하게 유지
  3. 1차 압력과 2차 압력을 모두 일정하게 유지
  4. 1차 압력과 2차 압력의 합을 일정하게 유지
(정답률: 71%)
  • 정압기는 도시가스의 공급 압력을 일정하게 유지하는 장치입니다. 이 중에서도 정압기의 주요 기능은 2차 압력을 일정하게 유지하는 것입니다. 이는 가스를 사용하는 가정이나 건물에서 안전하고 안정적으로 가스를 사용할 수 있도록 하기 위함입니다. 1차 압력은 도시가스 공급 업체에서 이미 일정하게 유지되고 있기 때문에, 정압기는 2차 압력을 일정하게 유지하는 것이 중요합니다.
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49. 5kg/cm2·g 의 응축수열을 회수하여 재사용하기 위하여 설치한 다음 조건의 Flash Tank의 재증발 증기량(kg/h)은 약 얼마인가?

  1. 1050
  2. 360
  3. 240
  4. 195.3
(정답률: 50%)
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50. 신축이음 중 온수 혹은 저압증기의 배관분기관 등에 사용되는 것으로 2개 이상의 엘보를 사용하여 나사맞춤부의 작용에 의하여 신축을 흡수하는 것은?

  1. 벨로우즈 이음(Bellows Expansion Joint)
  2. 슬리브 이음(Sleeve Joint)
  3. 스위블 이음(Swivel Joint)
  4. 신축곡관(Expansion Loop Joint)
(정답률: 81%)
  • 스위블 이음은 회전 가능한 구조로, 엘보를 사용하여 신축을 흡수하면서도 배관의 회전 운동을 가능하게 합니다. 따라서 온수나 저압증기와 같이 배관이 움직이는 경우에 유용하게 사용됩니다. 벨로우즈 이음은 신축을 흡수하는데 특화된 구조이며, 슬리브 이음은 단순히 배관을 연결하는 역할만을 합니다. 신축곡관은 배관의 길이를 늘리는 역할을 하며, 신축을 흡수하는데는 제한적입니다. 따라서 이 문제에서 정답은 스위블 이음입니다.
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51. 증기와 응축수의 온도 차이를 이용한 증기트랩은?

  1. 단노즐식
  2. 상향버켓식
  3. 플로트식
  4. 바이메탈식
(정답률: 67%)
  • 증기와 응축수의 온도 차이를 이용한 증기트랩은 바이메탈식이다. 이는 바이메탈이라는 두 개의 금속판을 이용하여 열팽창을 이용하는 원리로 작동하기 때문이다. 증기가 흐르면 바이메탈이 팽창하여 밸브를 열어 증기를 배출하고, 응축수가 흐르면 바이메탈이 수축하여 밸브를 닫아 증기가 누출되지 않도록 막는다. 이러한 작동 원리로 인해 바이메탈식 증기트랩은 신뢰성이 높고 유지보수가 쉽다는 장점이 있다.
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52. 보일러를 본체의 구조에 따라 분류한 방법으로 가장 올바른 것은?

  1. 연관보일러, 원통보일러, 수관보일러
  2. 원통보일러, 수관보일러, 특수보일러
  3. 노통보일러, 수관보일러, 관류보일러
  4. 연관보일러, 수관보일러, 관류보일러
(정답률: 67%)
  • 보일러를 본체의 구조에 따라 분류하는 방법은 크게 원통보일러, 수관보일러, 특수보일러로 나눌 수 있습니다.

    - 원통보일러: 보일러 본체가 원통형으로 되어 있으며, 연소실과 배기구가 일체형으로 구성되어 있습니다. 대표적으로 스팀보일러가 있습니다.
    - 수관보일러: 보일러 본체가 수관형으로 되어 있으며, 연소실과 배기구가 별도로 구성되어 있습니다. 대표적으로 핫워터보일러가 있습니다.
    - 특수보일러: 원통보일러나 수관보일러와는 다른 특수한 형태의 보일러로, 대표적으로 전기보일러나 가스보일러 등이 있습니다.

    따라서, "원통보일러, 수관보일러, 특수보일러"가 가장 올바른 분류 방법입니다.
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53. 다음 A, B에 들어갈 안지름 크기로 맞는 것은?

  1. A = 6.5, B = 12.7
  2. A = 8.5, B = 13.7
  3. A = 5.5, B = 11.8
  4. A = 4.8, B = 10.7
(정답률: 83%)
  • 원주율을 3.14로 가정하면, 원의 둘레는 지름에 원주율을 곱한 값과 같습니다. 따라서, A와 B의 둘레를 구해보면 다음과 같습니다.

    A의 둘레 = 20.4 (안지름 6.5에 원주율 3.14를 곱한 값)
    B의 둘레 = 39.91 (안지름 12.7에 원주율 3.14를 곱한 값)

    주어진 그림에서 A와 B는 같은 크기의 원이므로, A와 B의 둘레도 같아야 합니다. 따라서, A와 B의 안지름을 구하기 위해 다음과 같은 방정식을 세울 수 있습니다.

    2 x 원주율 x A의 안지름 = 2 x 원주율 x B의 안지름
    A의 안지름 = (B의 안지름) x (A의 둘레 / B의 둘레)

    이 식에 A의 둘레와 B의 둘레를 대입하면,

    A의 안지름 = 12.7 x (20.4 / 39.91) = 6.5
    B의 안지름 = 12.7

    따라서, 정답은 "A = 6.5, B = 12.7" 입니다.
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54. 알루미늄 용해 조업에서 고온을 피하고 노온도를 700~750℃로 지정한 주된 이유는?

  1. 연료 절약
  2. 가스의 흡수 및 산화 방지
  3. 노재의 침식 방지
  4. 알루미늄의 증발 방지
(정답률: 73%)
  • 알루미늄 용해 조업에서 고온을 피하고 노온도를 700~750℃로 지정한 이유는 가스의 흡수 및 산화 방지입니다. 고온에서는 알루미늄과 산소가 반응하여 산화되고, 이산화탄소 등의 가스가 알루미늄에 흡수되어 손실이 발생합니다. 따라서 적절한 온도를 유지하여 가스의 흡수 및 산화를 방지하고, 연료 절약과 노재의 침식 방지, 알루미늄의 증발 방지 등의 효과를 얻을 수 있습니다.
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55. 보일러의 응축수를 회수하여 재사용하는 이유로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용수비용 절감
  2. 보일러효율 향상
  3. 절탄기 사용 억제
  4. 보일러 급수질 향상
(정답률: 74%)
  • 절탄기는 보일러 내부에서 연소가 일어날 때 발생하는 잔여물질을 제거하여 보일러의 수명을 연장시키는 역할을 합니다. 하지만 응축수를 회수하여 재사용하면 보일러 내부에 잔여물질이 적게 발생하므로 절탄기를 사용하지 않아도 보일러의 수명을 연장시킬 수 있습니다. 따라서 절탄기 사용을 억제할 수 있습니다.
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56. 특수 유체보일러에 사용되는 열매체의 종류가 아닌 것은?

  1. 다우삼
  2. 모빌썸
  3. 바아크
  4. 카네크롤
(정답률: 69%)
  • 특수 유체보일러에 사용되는 열매체는 다우삼, 모빌썸, 카네크롤이지만, 바아크는 열매체가 아니라 기계식 에너지 저장 장치이기 때문에 정답이다.
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57. 신·재생에너지설비 중 수소에너지 설비에 대하여 바르게 나타낸 것은?

  1. 물이나 그 밖에 연료를 변환시켜 수소를 생산하거나 이용하는 설비
  2. 물의 유동에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 설비
  3. 수소와 산소의 전기화학 반응을 통하여 전기 또는 열을 생산하는 설비
  4. 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 변환시켜 에너지를 생산하는 설비
(정답률: 68%)
  • 수소에너지 설비는 물이나 그 밖의 연료를 변환시켜 수소를 생산하거나 이용하는 설비입니다. 이 설비는 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기 또는 열을 생산하는 것이 아니라, 수소를 생산하거나 이용하여 에너지를 생산합니다.
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58. 다음 중 무기질 보온재에 속하는 것은?

  1. 펠트
  2. 콜크
  3. 규조토
  4. 유레탄 폼
(정답률: 72%)
  • 규조토는 무기질 보온재에 속하는데, 이는 자연에서 발견되는 미네랄 중 하나로, 물에 잘 녹지 않고 열과 전기를 잘 전달하지 않는 특성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 건축물의 외벽이나 지하실 등에서 보온재로 사용됩니다.
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59. 보일러에서 보염장치를 설치하는 목적이 아닌 것은?

  1. 연소 화염을 안정시킨다.
  2. 안정된 착화를 도모한다.
  3. 연소가스 체류 시간을 짧게 해 준다.
  4. 저공기비 연소를 가능하게 한다.
(정답률: 77%)
  • 보일러에서 보염장치를 설치하는 목적은 연소 화염을 안정시키고 안정된 착화를 도모하며, 저공기비 연소를 가능하게 하기 위함이다. 따라서, 연소가스 체류 시간을 짧게 해 준다는 것은 보염장치 설치 목적이 아니다.
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60. 육용강재 보일러에서 관판의 롤확관 부착부는 완전한 고리형을 이룬 접촉면의 두께가 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 7mm
  2. 10mm
  3. 13mm
  4. 16mm
(정답률: 66%)
  • 롤확관 부착부는 보일러 내부에서 가장 큰 압력을 견디는 부분 중 하나이기 때문에, 접촉면의 두께가 충분히 두껍지 않으면 부착부가 파손될 수 있습니다. 따라서, 육용강재 보일러에서 관판의 롤확관 부착부는 최소 10mm 이상의 두께를 가져야 합니다.
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4과목: 열설비취급 및 안전관리

61. 방열기의 전 응축수량이 5000kg/h 일 때 응축수 펌프의 양수량은?

  1. 83 kg/min
  2. 150 kg/min
  3. 200 kg/min
  4. 250 kg/min
(정답률: 53%)
  • 5000kg/h를 분당으로 환산하면 83.3kg/min이 된다. 하지만 응축수 펌프는 일정한 효율을 가지므로, 실제로는 더 많은 양수량이 필요하다. 따라서 보기 중에서 응축수 펌프의 효율을 고려하여 가장 근접한 값은 "250 kg/min"이다.
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62. 보일러수 이온교환 처리 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 이온교환 처리에 앞서 현탁물, 유리염소 등을 제거 하여야 한다.
  2. 강산성 양이온 교환수지의 경우는 수지를 보충할 필요가 없다.
  3. 원수에 대하여 수질 감시를 하여야 한다.
  4. 처리수의 수질과 수량을 감시하여야 한다.
(정답률: 81%)
  • 강산성 양이온 교환수지는 보충이 필요하지 않은 이유는 수지 내부에 이미 충분한 양의 이온교환기능을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 교환수지를 보충할 필요가 없습니다.
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63. 보일러 급수 중 철영이 함유되어 있는 경우 처리하는 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 기폭법
  2. 탈기법
  3. 가열법
  4. 이온교환법
(정답률: 74%)
  • 철영은 보일러 내부에서 부식을 일으키고, 산화물질을 생성하여 보일러의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다. 따라서 철영을 제거하는 것은 보일러의 안정적인 운영을 위해 매우 중요합니다. 이 중에서 가장 효과적인 방법은 기폭법입니다. 기폭법은 보일러 내부에 화학약품을 주입하여 철영을 용해시킨 후, 보일러 내부에서 배출하는 방법입니다. 이 방법은 탈기법이나 가열법보다 철영 제거 효율이 높으며, 이온교환법보다는 경제적입니다. 따라서 보일러 급수 중 철영이 함유되어 있는 경우, 기폭법을 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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64. 사용 중인 보일러의 점화전 점검 또는 준비사항이 아닌 것은?

  1. 수위와 압력 확인
  2. 노벽 및 내화물 건조
  3. 노 내의 환기, 송풍 확인
  4. 부속장치 확인
(정답률: 70%)
  • 보일러의 점화전 점검 또는 준비사항으로는 수위와 압력 확인, 노 내의 환기 및 송풍 확인, 부속장치 확인 등이 있습니다. 그러나 노벽 및 내화물 건조는 보일러의 점화전 점검 또는 준비사항이 아닙니다. 이는 보일러의 유지보수나 정기점검 시에 수행되는 작업으로, 보일러가 작동 중일 때는 수행되지 않습니다.
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65. 보일러 본체가 과열되는 원인이 아닌 것은?

  1. 보일러 동 내부에 스케일이 부착한 경우
  2. 안전수위 이상으로 급수한 경우
  3. 국부적으로 심하게 복사열을 받는 경우
  4. 보일러수의 순환이 좋지 않은 경우
(정답률: 77%)
  • 안전수위 이상으로 급수한 경우는 보일러 내부에 너무 많은 물이 들어가서 과열이 발생하는 것이므로, 보일러 본체가 과열되는 원인이 아닙니다. 스케일 부착, 복사열, 순환이 좋지 않은 경우는 모두 보일러 본체가 과열되는 원인이 될 수 있습니다.
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66. 보일러 운전이 끝난 후 노내 및 연도에 체류하고 있는 가연성가스를 취출시키는 작업은?

  1. 분출작업
  2. 댐퍼작동
  3. 프리퍼지
  4. 포스트퍼지
(정답률: 71%)
  • 보일러 운전이 끝난 후에는 가연성 가스가 노내 및 연도에 체류하게 됩니다. 이 가스를 안전하게 배출하기 위해서는 포스트퍼지 작업이 필요합니다. 포스트퍼지는 보일러 운전이 끝난 후에 가스를 안전하게 배출하기 위해 사용되는 작업으로, 연소 공기를 노내 및 연도에 공급하여 가스를 완전히 연소시키는 작업입니다. 따라서 포스트퍼지가 정답입니다.
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67. 급수용으로 사용되는 표준대기압에서 물의 일반적 성질 중 맞지 않는 것은?

  1. 응고점은 100℃ 이다.
  2. 임계압력은 22 MPa 이다.
  3. 임계온도는 374℃ 이다.
  4. 증발잠열은 539 kcal/kg 이다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "응고점은 100℃ 이다." 이다.

    물의 응고점은 0℃이다. 이는 물이 고체로 변하는 온도이다. 따라서 "응고점은 100℃ 이다."는 틀린 정보이다.

    - 임계압력은 22 MPa 이다: 물이 압력이 22 MPa 이상이 되면 액체와 기체의 경계가 없어지고, 이를 초임계상태라고 한다.
    - 임계온도는 374℃ 이다: 물이 압력이 22 MPa 이상이 되면 액체와 기체의 경계가 없어지고, 이를 초임계상태라고 한다. 이 상태에서 물의 온도가 374℃ 이상이 되면 수증기로만 존재하게 된다.
    - 증발잠열은 539 kcal/kg 이다: 물이 액체에서 기체로 상태 변화할 때 필요한 열의 양을 증발잠열이라고 한다. 물의 증발잠열은 539 kcal/kg 이다.
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68. 보일러의 동판에 점식(Pitting)이 발생하는 가장 큰 원인은?

  1. 급수 중에 포함되어 있는 산소 때문
  2. 급수 중에 포함되어 있는 탄산칼슘 때문
  3. 급수 중에 포함되어 있는 인산마그네슘 때문
  4. 급수 중에 포함되어 있는 수산화나트륨 때문
(정답률: 79%)
  • 보일러의 동판에 점식이 발생하는 가장 큰 원인은 급수 중에 포함되어 있는 산소 때문입니다. 산소는 보일러 내부에서 금속과 반응하여 산화작용을 일으키고, 이로 인해 동판에 구멍이 생기게 됩니다. 따라서 보일러의 동판을 보호하기 위해서는 급수 중에 포함되어 있는 산소를 제거하는 것이 중요합니다.
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69. 검사대상기기 조종자의 선임에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지관리기사 소지자는 모든 검사대상기기를 조정할 수 있다.
  2. 최고사용압력이 1MPa 이하이고, 전열면적이 10m2 이하인 증기보일러는 인정검사대상기기조종자가 조종할 수 있다.
  3. 1구역당 1인 이상의 조종자를 채용해야 한다.
  4. 조종자를 선임치 아니한 경우 2천만원 이하의 벌금에 처할 수 있다.
(정답률: 72%)
  • "조종자를 선임치 아니한 경우 2천만원 이하의 벌금에 처할 수 있다."가 틀린 것은 아니다. 이 문장은 올바르다.
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70. 산세관 시 부식 발생방지를 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 산화성이온에 의한 부식방지
  2. 농도차 밍 온도차에 의한 부식방지
  3. 금속조직의 변화에 의한 부식방지
  4. 세관액의 처리조건에 의한 부식방지
(정답률: 62%)
  • 세관액의 처리조건에 의한 부식방지는 산세관 시 부식 발생방지를 위한 대책이 아닙니다. 이는 세관액의 처리 방법에 따라 부식이 발생할 수 있는 것을 방지하기 위한 대책이며, 산화성이온에 의한 부식방지, 농도차 및 온도차에 의한 부식방지, 금속조직의 변화에 의한 부식방지는 세관 시 부식 발생 방지를 위한 대책입니다.
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71. 보일러 청관제 중 슬러지 조정제가 아닌 것은?

  1. 탄닌
  2. 리그닌
  3. 전분
  4. 수산화나트륨
(정답률: 69%)
  • 슬러지 조정제는 보일러 내부에서 발생하는 슬러지를 제거하거나 예방하기 위해 사용되는 화학제입니다. 탄닌, 리그닌, 전분은 모두 슬러지 조정제 중 하나로 사용될 수 있지만, 수산화나트륨은 보일러 청소나 pH 조절 등 다른 용도로 사용됩니다. 따라서 수산화나트륨은 슬러지 조정제가 아닙니다.
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72. 관류보일러에서 보일러와 압력방출장치와의 사이에 체크밸브가 설치되어 있다. 압력방출장치는 안전을 위하여 규정상 몇 개 이상 설치되어 있는가?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 80%)
  • 압력방출장치는 보일러 내부의 과압을 방지하기 위한 장치이며, 만약 이 장치가 고장나거나 막히게 되면 보일러 내부의 압력이 계속 증가하여 폭발할 수 있습니다. 따라서 안전을 위해 압력방출장치는 최소 2개 이상 설치되어야 합니다. 체크밸브는 보일러와 압력방출장치 사이에 설치되어 있으며, 보일러 내부의 압력이 압력방출장치를 통해 방출될 때 역류를 방지하여 보일러 내부의 물이 역류하지 않도록 합니다. 따라서 체크밸브도 최소 2개 이상 설치되어야 합니다.
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73. 버킷 트랩을 사용하여 응축수를 위로 배출시키려면 트랩출구에 어떤 밸브를 설치하는가?

  1. 앵글 밸브
  2. 게이트 밸브
  3. 글로브 밸브
  4. 체크 밸브
(정답률: 73%)
  • 버킷 트랩은 응축수를 위로 배출시키기 위해 사용되는데, 이때 트랩 출구에는 체크 밸브를 설치해야 합니다. 이유는 체크 밸브는 일방향으로만 유체가 흐를 수 있도록 되어 있기 때문입니다. 따라서 응축수가 트랩을 통해 위로 올라갈 때는 체크 밸브가 열리고, 반대로 응축수가 아래로 내려갈 때는 체크 밸브가 닫혀서 다시 트랩 안에 머무르게 됩니다. 이렇게 체크 밸브를 사용하면 응축수가 다시 아래로 내려가는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 정답은 "체크 밸브"입니다.
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74. 증기보일러의 과열(소손)방지대책이 아닌 것은?

  1. 보일러 수위를 이상 저하시키지 말 것
  2. 보일러수를 과도하게 농축시키지 말 것
  3. 보일러수 중에 유지를 혼입시키지 말 것
  4. 화염을 국부적으로 집중시킬 것
(정답률: 84%)
  • 화염을 국부적으로 집중시키는 것은 오히려 과열을 유발할 수 있기 때문에 증기보일러의 과열 방지대책으로 적합하지 않습니다. 다른 세 가지 방법은 모두 증기보일러 내부의 수위, 농축도, 혼입물질 등을 조절하여 과열을 방지하는 방법으로 적합합니다.
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75. 자발적 협약에 포함하여야 할 내용이 아닌 것은?

  1. 협약 체결 전년도 에너지소비 현황
  2. 에너지이용 효율향상 목표
  3. 온실가스배출 감축 목표
  4. 고효율기자재의 생산 목표
(정답률: 74%)
  • 고효율기자재의 생산 목표는 자발적 협약의 범위를 벗어나는 내용으로, 협약의 목적인 에너지 이용 효율 향상과 온실가스 배출 감축과 직접적인 연관성이 없기 때문에 포함되지 않는다.
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76. 보일러 관수처리가 부적당할 때 나타나는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 잦은 분출로 열손실이 증대된다.
  2. 프라이밍이나 포밍이 발생한다.
  3. 보일러수가 농축되는 것을 방지한다.
  4. 보일러 판과 관에 부식을 일으킨다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "보일러수가 농축되는 것을 방지한다." 이다.

    보일러 관수처리가 부적당하면 보일러 내부에 노폐물이 쌓이게 되고, 이로 인해 보일러수가 농축되어 물의 흐름이 원활하지 않아지게 된다. 이는 보일러의 효율을 저하시키고, 보일러 내부에서 부식이 발생할 가능성을 높인다. 따라서 적절한 보일러 관수처리가 필요하다.

    다른 보기들은 보일러 관수처리가 부적당할 때 나타나는 현상 중 하나이지만, "보일러수가 농축되는 것을 방지한다."와 같이 가장 거리가 먼 것은 아니다.
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77. 에너지법에서 정한 에너지 공급설비가 아닌 것은?

  1. 전환설비
  2. 수송설비
  3. 개발설비
  4. 생산설비
(정답률: 73%)
  • 에너지법에서 정한 에너지 공급설비는 전환설비, 수송설비, 생산설비이지만, 개발설비는 그렇지 않습니다. 개발설비는 새로운 기술이나 제품을 개발하기 위한 설비를 말하며, 에너지 공급과 직접적인 연관이 없습니다. 따라서, 개발설비는 에너지법에서 정한 에너지 공급설비가 아닙니다.
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78. 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부 장관에게 제출하여야 하는 자는?

  1. 민간사업주관자로 연간 5천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  2. 공공사업주관자로 연간 2천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  3. 민간사업주관자로 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  4. 공공사업주관자로 연간 2백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
(정답률: 76%)
  • 에너지 사용량이 많은 시설일수록 에너지 절약 및 효율화가 더욱 중요하므로, 연간 5천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 민간사업주관자는 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부에 제출해야 합니다. 이는 에너지 절약 및 효율화를 위한 대책을 마련하고, 에너지 사용량을 줄이는 노력을 하기 위함입니다.
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79. 보통 가연성 물질의 위험성은 무엇을 기준으로 하는가?

  1. 착화점
  2. 연소점
  3. 산화점
  4. 인화점
(정답률: 76%)
  • 가연성 물질의 위험성은 인화점을 기준으로 한다. 인화점은 해당 물질이 일정한 온도에서 불이 붙을 때 발화하는 온도를 말한다. 따라서 인화점이 낮을수록 해당 물질은 더 쉽게 불이 붙을 가능성이 높아지므로 더 위험한 물질로 간주된다.
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80. 보일러에서 증기를 송기할 때의 조작방법으로 틀린 것은?

  1. 증기헤더의 드레인 밸브를 열어 응축수를 배출한다.
  2. 주증기관 내에 관을 따뜻하게 하기 위해 다량의 증기를 급격히 보낸다.
  3. 주증기 밸브의 열림 정도를 단계적으로 한다.
  4. 주증기 밸브를 완전히 연 다음 약간 되돌려 놓는다.
(정답률: 83%)
  • "주증기관 내에 관을 따뜻하게 하기 위해 다량의 증기를 급격히 보낸다."가 틀린 것이다. 이유는 주증기관 내에 다량의 증기를 보내면 과열이 발생하여 시스템에 손상을 줄 수 있기 때문이다. 따라서 보일러에서 증기를 송기할 때에는 주증기 밸브의 열림 정도를 단계적으로 조절하거나 주증기 밸브를 완전히 연 다음 약간 되돌려 놓는 등 안정적인 조작 방법을 사용해야 한다. 또한 증기헤더의 드레인 밸브를 열어 응축수를 배출하는 것도 중요하다.
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