고위발열량, 저온부식, 마찰손실수두, 폐열회수장치, 캐비테이션, 열전달율, 온도계, 엔탈피, 오리피스미터, 열교환기, 공기공급량, 보일러자동제어
증발량계산, 히트펌프, 카르노사이클, 화염검출기, 습도계, 흡수식냉온수기, 열교환기
👆N5C 습증기엔탈피 1️⃣100[kPa]에서 발생증기량은 10[kg/s]. 포화수 엔탈피 420[kJ/kg] 포화증기엔탈피 3000[kJ/kg]. 증기의 건도가 0.9이다. 물의 증발장열이 2,225[kJ/kg]일때 증발계수를 계산하시오.(단 급수 엔탈피는 284[kJ/kg]이다.)
습포화증기 엔탈피계산
$$ h_2=h’+(h”-h’)x $$
$$ =420=(3000-420)\times 0.9=2742[kJ/kg] $$
증발계수 계산
$$ \frac{G_e}{G_a}=\frac{h_2-h_1}{\gamma}=\frac{2742-284}{2225}=1.104 $$
👆H 고위발열량 2️⃣탄소 72.0[%], 수소 5.3[%], 황 0.4[%], 산소 8.9[%], 질소 1.5[%], 수분 0.9[%], 회분 11.0[%]의 조성을 갖는 석탄의 고위 발열량[kcal/kg]은 얼마인가?
$$ H_h=8100C+34000(H-\frac{O}{8})+2500S $$
$$ =8100\times 0.72+34000(0.053+\frac{0.098}{8})+2500\times 0.004 \\ =7265.75[kcal/kg] $$
🍀P6 저온부식 3️⃣연소가스에 의한 장해 중 저온부식에 대하여 설명하시오.
연료 중에 함유된 유황분이 연소되어 (아황산가스(SO2))가 되고. 이것이 다시 (오산화바나듐(V2O5))의 촉매작용에 의하여 과잉공기와 반응하여 일부분이 (무수황산(SO3))이 되고 이것이 연소가스 중의 (수증기(H2O))와 화합하여 (급수예열기나 공기예열기) 등과 같은 저온의 전열면에 응축되어 황산(H2S04)이 되어서 심한 부식을 일으키는 것이다
✋I6 마찰손실계수 4️⃣길이 500[m], 안지름 250[mm]인 원형관에 물이 흐를 때 마찰손실수두가 150[m]이면 유속[m/s]은 얼마인가?(단. 마찰손실계수는 0.04이다)
$$ h_f=f\times\frac{L}{D}\times\frac{V^2}{2g} $$
$$ V=\sqrt{\frac{h_f\times D\times 2g}{f\times L}}=\sqrt{\frac{150\times 0.25\times 2\times 9.8}{0.04\times 500}}=6.062 $$
👍B2 폐열회수장치
5️⃣보일러 배기가스 현열을 이용하여 급수를 예열하는 장치를 ( )라 하며, 공기를 예열는 장치를 ( )라 한다. ( ) 안에 알맞은 명칭을 쓰시오.
절탄기, 공기예열기
👍A5 관류보일러 6️⃣관류 보일러의 종류 4가지를 쓰시오.
슐저 보일러, 벤슨 보일러, 소형 관류 보일러 , 강제 순환식 소형 관류보일러
7️⃣히트펌프에서 [보기]와 같은 조건일 때 입열량과 출열량의 열차이를 계산하시오
열차이=(압축기열량+증발기열량+재열기열량)-응축기열량
🍀O 캐비테이션 8️⃣원심 펌프에서 발생하는 캐비테이션(cavitation)현상을 방지하기 위하여 펌프를 선정 설치 높이 또는 운전 방법에 관련된 사항을 4가지로구분하여 설명하시오
❶ 펌프의 위치를 낮춰 흡입양정을 짧게 한다 ❷ 수직축 펌프를 사용하여 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다 ❸ 양흡입 펌프를 사용한다 ❹ 펌프의 회전수를 낮춘다 ● 두대 이상의 펌프를 사용한다.
👍D6 열전달율 9️⃣내벽은 내화벽돌로 두께 220[mm], 열전도율 1.1 [kcal/m·h·℃], 중간벽은 단열 벽둘로 두께 9[cm], 열전도율 0.12[kcal/m·h·℃], 외벽은 붉은 벽돌로 두께 20[cm], 열 전도율 0.8[kcal/m·h·℃]로 되어 있는 노벽이 있다. 내벽 표면의 온도가 1000[℃]일 때 외벽의 표면온도는 약 몇 [℃]인가? (단, 외벽 주위 온도는 20[℃] 외벽표면의 열전달률은 7[kcal/m·h·℃]로 한다.)
$$ Q=K(t_2-t_1)=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}+\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{b_3}{\lambda_3}+\frac{1}{\alpha_0}}\times(t_2-t_1) $$
$$ =\frac{1}{\frac{0.22}{1.1}+\frac{0.09}{0.12}+\frac{0.2}{0.8}+\frac{1}{7}}\times(1000-20)=729.787[kcal/m^2\cdot h] $$
$$ t_0=t_2-(Q\times(\frac{b_1}{\lambda_1}+\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{b_3}{\lambda_3})) $$
$$ =1000-(729.79\times(\frac{0.22}{1.1}+\frac{0.09}{0.12}+\frac{0.2}{0.8}))=124.245[℃] $$
✋N8 COP 🔟300도의 고열원과 20[℃]의 저열원 사이에서 역카르노사이클로 작동되는 냉동장치에서 전입열량이 100[KJ]이라면 고온측에 방출되는 열량은 얼마인가
$$ COP_R=\frac{Q_2}{W}=\frac{Q_2}{Q_1-Q_2}=\frac{T_2}{T_1-T_2} $$
$$ Q_1=\frac{Q_2\times(T_1-T_2)}{T_2}+Q_2 \\ \frac{100\times(273+300-273+20}{273+20}+100=195.563[kJ] $$
😽I7 온도계의 측정원리 1️⃣1️⃣다음 온도계의 측정 원리를 설명하시오. (1) 바이메탈 온도계 : (2) 전기저항식 온도계 : (3) 방사온도계 :
● 바이메탈 : 선팽창계수가 다른 2종류의 앏은 금속판을 결합시켜 온도변화에 따라 구부러지는 정도가 다른 점 ● 전기저항식 : 온도가 올라가면 금속제의 저항이 증가하는 원리를 이용 ● 방사온도계 : 측정대상물체에서의 전방사에너지(복사에너지)를 렌즈 또는 반사경으로 열전대와 측온접점에 모아 열기전력을 측정하여 온도를 측정
👆N5 습증기엔탈피계산 1️⃣2️⃣증기원동소 사이클에서 수증기의 내부에너지 및 엔탈피가 터빈 입구에서 각각 2900[kJ/kg], 3200[kJ/kg]이고, 터빈 출구에서 2300[kJ/kg], 2500[kJ/kg]일 때 터빈의 출력은 몇 [kW]인가? (단. 터빈은 단열되어 있으며 발생되는 수증기의 질량 유량은 2[kg/s]이다.)
2*(3200-2500)=1400[kW]
1️⃣원단을 제조하는 공장에서 [보기]와 같은 조건으로 열교환기의 전열면적[m]은 얼마인가?
|보기I -배기가스 온도 : 120[℃] -열교환기 열회수량 : 117800[kcal/h] -총괄전열계수 : 15[kcal/㎡·h·℃] -배기가스랑 : 12,000[㎥/h] -대수평균온도차 65.5[℃]
$$ Q=K\times F\times\Delta t_m $$
$$ 117800=15\times F \times 65.5 \\ F=119.90[m^2] $$
😽B0 화염검출장치 2️⃣화염검출기의 기능(역할)을 설명하시오.
보일러에 점화가 되었는지 확인하고 점화가 되지 않은 경우 연료를 차단하여 폭발을방지한다.
✋I4 오리피스 3️⃣차압식 유량계 중 오리피스(orifice)미터의 장점 3가지를 쓰시오.
➕ 구조가 간단하고 제작이 쉬워 가격이 저렴하다. ➕ 협소한 장소에 설치가 가능하다. ➕ 유량계수의 신뢰도가 크다 ➕ 오리피스 교환이 용이하다.
😽I8 습도계 4️⃣다음 물음에 답하시오.
(1)습도계의 종류3가지를 쓰시오
(2)온도 20[℃] 노점 15[℃]인 공기의 상대습도는 얼마인가? (단 20[℃] 및 15[℃]에서 포화증기압은 각각 19.82[mmHg] 및 15.47[mmHg]이다)
건구, 모발, 전기저항, 광전관식, 가열식노점계
$$ \eta=\frac{15.47}{1982}=78.05[\%] $$
👆G 공기공급량
5️⃣LNG를 공기비 1.2로 시간당 100[N㎥]를 연소시킬때 연소용 공기 공급량은 얼마인가
$$ A=m\times A_0=m\times\frac{O_0}{0.21} $$
$$ =(1.2\times\frac{2}{0.21})\times 100=1142.857[Nm^3/h] $$
😽J 자동제어
6️⃣보일러 자동제어 장치를 설계 및 작동 시 주의할 점 4가지를 쓰시오
● 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것 ● 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것 ● 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것 ● 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것
7️⃣흡수식 냉온수기(압하진물)
흡수식 냉온수기의 장점 2가지를 쓰시오.
👍A7흡수식 냉온수기(압하진물)
- 압축기를 사용하지 않으므로 전력소비량이 적다.
- 냉온수기 하나로 냉방과 난방을 할 수 있다.
- 설비 내부의 압력이 진공상태로 압력이 높지 않아 위험성이 적다
- 냉매로 물(H₂O)을 사용하는 경우 위험성이 적다
👍E2 쉘앤튜브
8️⃣쉘 앤 튜브식(shell & tube type} 열교환기에 스파이럴 튜브(spiral tube)를 사용하였 을 때 장점 2가지를 쓰시오.
➕ 튜브 전열면적이 증가된다. ➕ 유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다.
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