비중계, 자동제어, 가마울림, 수격작용, 이론공기량, 공기과잉계수계산, 상당증발량, 공기예열기, 증기트랩, 자동제어, 스폴링현상, 열교환기
발열량계산, 절탄기, 만수보존, 냉동기성적계수, 터보형냉동기, 손실열량, 수관식보일러,
1️⃣발열량
다음 반응식을 이용하여 CO 1[kg]이 완전 연소하였을 때의 발열량[MJ/kg]을 구하시오
$$ C+O_2→CO_2+405[kJ] \\ C+\frac{1}{2}O_2→CO+283[kJ] $$
$$ =\frac{405-283}{28}=4.357[NJ/kg] $$
😽I9 비중계
2️⃣연료의 비중을 측정하기 위하여 비중계를 비중이 1인 물에 넣었을때의 수위를 기준점 0으로하였다. 이 비중계를 연료에 넣었을 때 기준 위 2[cm]이었다면 이 연료의 비중은얼마인가? (단 비중계의 질량 0.04[kg], 비중계 유리관 단면적이 4[㎠]이다)
$$ \rho=\frac{m}{V} $$
$$ \rho_1=\frac{m}{V}=\frac{m}{h_1\times A} $$
$$ h_1=\frac{m}{\rho_1\times A}=\frac{0.04}{1000\times\{4\times(10^{-2})^2\}}=0.1[m] $$
$$ h_2=h_1+2=12 \\ \rho_1\times h_1=\rho_2\times h_2 \\ s_1\times h_1=s_2\times h_2 \\ s_2=s_1\times\frac{h_1}{h_2} \\ =1\times\frac{10}{12}=0.83 $$
😽J2 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)
3️⃣자동제어에서 다음 제어를 간단히 설명하시오. (1) 시퀀스 제어 : (2) 피드백 제어 :
❶ 시퀀스 제어 : 미리 정해진 순서에따라 다음 동작이 연속으로 이루어지는 제어로 자동판매기, 보일러의 점화 등이 있다. ❷ 피드백 제어 : 제어량의 크기와 목표값을 비교하여 그 값이 일치하도록 되돌림 신호를 보내어 수정동작을 하는 제어방식 ❸ 인터록제어 : 보일러의 안전한 운전을 위하여 어떤 일정한 조건이 충족되지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는 제어방식
👍B3 폐열회수계산
4️⃣중유를 LNG로 전환하였고 절탄기를 설치하여 절탄기 입구쪽 배기가스온도 180[℃]일때 절탄기 출구쪽 배기가스온도 100[℃]일 때 절탄기 설치 후의 배기가스 손실열량 감소는 얼마인가? (단, 배기가스의 비열은 0.33[kcal/S㎥·℃], 공기비 1.1, 이론공기랑 10.742[S㎥/S㎥], 이론배기가스랑 11.853[S㎥/S㎥], LNG 소비량 50[S㎥/h]이다.)
$$ Q_s=G_s\times C_s\times \Delta t \times \eta $$
$$ Q_s=\{(1.1-1)\times10.742 + 11.853\}\times 0.33 \\ \times \{(180)-(100)\}=341.28 $$
🍀K4 가마울림현상 (수밸량면2) 5️⃣가마울림 현상의 방지대책 4가지를 쓰시오
❶ 연료 속에 함유된 수분이나 공기는 제거한다 ❷ 연료량과 공급되는 공기량의 밸런스를 맞춘다 ❸ 무리한 연소와 연소량의 급격한 변동은 피한다 ❹ 연도의 단면이 급격히 변화하지 않도록 한다 ● 노 내의 연도 내에 불필요한 공기가 유입되지 않도록 한다 ● 2차 연소를 방지한다 ● 2차 공기를 가열하여 통풍조절을 적정하게 한다 ● 연소실내에서 완전연소시킨다 ● 연소실이나 연도를 연소가스가 원활하게 흐르도록 개량한다
🍀O5 수격작용 6️⃣증기를 송기할 때 발생하는 수격작용에 대한 물음에 답하시오. (1) 수격작용의 정의를 쓰시오. (2) 수격작용 방지대책 3가지를 쓰시오.
배관 내부에 체류하는 응축수가 송기 시에 고온 고압의 증기에 의해 배관을 심하게 타격하여 소음을 발생하는 현상으로 배관 및 밸브류가 파손될 수 있다
❶ 주증기 밸브를 서서히 개방할것 ❷ 캐리오버를 방지할것 ❸ 증기배관의 보온을 철저히 할 것 ● 응축수가 체류하는 곳에 증기트랩을 설치할 것 ● 드레인 빼기를 철저히 할 것 ● 송기 전에 소량의 증기로 배관을 예열할 것(난관조작)
👆G 이론공기량 7️⃣액체연료 조성이 C 85[%], H 11 [%], W 4[%]일 때 이론공기량[S㎥/kg]을 계산하시오
$$ A_{0}=\frac{22.4}{12\times 0.21} C+\frac{22.4}{4\times 0.21}(H-\frac{O}{8})+\frac{22.4}{32\times 0.21}S $$
$$ A_0[Nm/kg]=\frac{O_0}{0.21}=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S \\ A_0[kg/kg]=\frac{O_0}{0.232}=11.49C+34.5(H-\frac{O}{8})+4.31S $$
$$ =8.89\times 0.85+26.67\times 0.11=10.490[Sm^3/kg]
$$
8️⃣보일러 내부를 완전히 청소한 후 공기를 빼면서 급수를 계속하여 보일러 내부에 공기가 없이 물이 가득 찬 상태로 한 다음 물에 용해된 용존기체를 제거하여 밀폐한다. 다음으로 내부에 약품을 처리하여 2~3개월 단기 보존하는 보일러 보존방법은 무었인가
만수보존법
👆G2 공기비(m) 계산 9️⃣(CO2)max= 18[%], CO2= 14.5[%]일 때 공기 과잉계수는 얼마인가?
$$ m=\frac{A}{A_0}=\frac{CO_{2max}}{CO_2}=\frac{21}{21-{O_2}} $$
$$ =\frac{0.18}{0.145}=1.241 $$
👍B3 회수한열량계산 🔟회수율이 85.3[%]인 폐열회수장치가 있다. 폐열회수 전 연소가스의 온도가 270[℃]에서 페열회수 후 160[℃]로 낮아졌을 때 연료 1[kg]당 절약되는 열량은 얼마인가? (단. 이론 배기가스량 11.24[S㎥/kg], 이론공기량 10.709[S㎥], 공기비 1.2, 배기가스 비열은 0.33[kcal/S㎥·℃]이다.)
$$ Q_s=G_s\times C_s\times \Delta t \times \eta $$
$$ ((1.2-1)\times 10.709+11.24)\times 0.33\times (270-160)\times 0.853=414.352 $$
👆C2 상당증발량 1️⃣1️⃣[보기]의 조건과 같은 상태로 운전되는 보일러의 상당증발랑[kg/h]을 계산하시오. -발생증기량 : 2,000[kg/h] -급수온도 20[℃]상태의 엔탈피 : 83.96[kJ/kg] -발생증기 엔탈피 : 2860.5[kJ/kg) -1 기압, 100[°C] 상태의 증발잠열 : 2257[kJ/kg]
$$ G_e=\frac{G_a(h_2-h_1)}{\gamma} $$
$$ =\frac{2000\times (2860.5-83.96)}{2257}=2460.381[kg/h] $$
👍B2 공기예열기(효불효연) 1️⃣2️⃣공기예열기를 설치하였을 때의 장점 4가지를 쓰시오
➕ 전열효율 연소효율이 향상된다 ➕ 예열공기의 공급으로 불완전 연소가 감소된다 ➕ 보일러의 열효율이 향상된다. ➕ 품질이 낮은 연료도 사용할 수 있다
➖ 통풍저항이 증가된다 ➖ 연돌의 통풍력이 저하된다. ➖ 저온부식의 원인이 된다. ➖ 연도의 청소, 검사, 점검이 곤란하다.
✋N8 COP 1️⃣스크류 냉동기의 성적계수(COP)를 구하는 공식을 [보기]의 조건을 이용하여 완성하시오.
$$ COP=\frac{(냉각수량\times 비열\times입출구온도차)-(입력전원\times 860)}{입력전원\times 860} $$
✋N9 냉매순환(압응수팽증) 2️⃣터보형냉동기의 사이클 순환과정을 쓰시오.
압축 → 응축 → 팽창 → 증발
👍B1 증기트랩(응잠부건) 3️⃣증기트랩을 사용하는 목적(역할) 2가지를 쓰시오.
● 증기사용설비 및 배관 내의 응축수를 제거한다. ● 증기의 잠열을 유효하게 이용할 수 있도록 한다. ● 응축수 배출로 증기관의 부식 및 수격작용을 방지한다. ● 증기의 건조도가 저하되는 것을 방지한다.
😽J4 자동제어(주의점-신불범응) 4️⃣보일러 자동제어 장치를 설계 및 작동 시 주의할 점 3가지를 쓰시오
● 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것 ● 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것 ● 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것 ● 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것
👍D1 스폴링현상 5️⃣급격한 열응력에 의하여 내화물 및 캐스터블이 떨어지는 현상을 무엇이라 하는가?
● 스폴링(spalling)현상 : 박락현상이라 하며 내화물이 사용하는 도중에 갈라지든지, 떨어져 나가는 현상을 말한다 ● 슬래킹(slacking)현상 : 수증기를 흡수하여 체적변화를 일으켜 균열이 발생하 거나 떨어져 나가는 현상으로 염기성 내화물에서 공통적으로 일어난다 ● 버스팅(bursting)현상 : 크롬 철광을 원료로 하는 내화물이 1600[°C]이상에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상으로 크롬질 내회물에서 발생한다.
👍D9 손실열량 6️⃣배관 외경이 100[㎜], 길이 10[m]의 증기관에 두께 50[㎜]의 보온재를 시공하였다. 관 표면온도 150[℃], 보온재 외부온도 25[℃]일 때 보온재에서 단위 시간당 손실 열량은 몇 [kcal]인가? (단. 보온재의 열전도율은 0.03[kcal/m·h·℃]이다)
$$ r_o=\frac{0.1}{2}+0.05=0.1[m] \\ r_i=\frac{0.1}{2}=0.05[m] $$
$$ F_m=\frac{2\pi L(r_o-r_i)}{\ln\frac{r_o}{r_i}} $$
$$ =\frac{2\pi\times 10\times(0.1-0.05)}{\ln\frac{0.1}{0.05}}=4.5324 $$
$$ Q=K\times F\times \Delta t $$
$$ Q=\frac{1}{\frac{0.05}{0.03}}\times 4.5424\times (150-25)=340.68 $$
7️⃣최고사용압력이 1[MPa] 이하의 수관식 보일러에서 급수 pH는 얼마인가?
7~9
👍E2 쉘앤튜브 8️⃣쉘 앤 튜브식(shell & tube type) 열교환기에 스파이럴 튜브(spiral tube)를 사용하였을 때 장점 2가지를 쓰시오.
➕ 튜브 전열면적이 증가된다. ➕ 유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다
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