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1️⃣
보일러 급수펌프의 전동기(motor)에 고장이 발생하여 교체하고자 한다. 급수펌프 및 전등기의 조건이 [보기]와 같을 때 전동기 용량[kW]을 계산하시오.
- 펌프 앙수량 : 12000[kg/h]
- 펌프 효율 : 75[%]
- 전동기 설계안전율 : 2
- 중력가속도 : 9.8[m/s²]
- 양정 : 15[m]
- 전동기(motor) 효율 : 95[%]
- 급수의 밀도 : 1000[kg/m²]
$$ kW=\frac{\gamma Q H}{102\eta}=\frac{1000\times(\frac{12000}{1000\times3600})\times15}{102\times0.75}=0.653[kW] $$
$$ 전동기용량=\frac{펌프축동력\times\alpha}{\eta_m}=\frac{0.65\times2}{0.95}=1.368[kW] $$
2️⃣프라이밍 포밍현상
보일러 운전 증 프라이밍 및 포밍이 발생하였을 때 조치사항 4가지를 쓰시오. 조치사항
● 연료를 차단한댜(줄인다) ● 공기를 차단한다(줄인다) ● 주증기 밸브를 닫고. 수위를 안정시킨다. ● 급수 및 분출작업 반복한다 ● 계기류를 점검한다
방지대책 ● 보일러수를 농축시키지 않는다. ● 과부하가 되지 않도록 한다 ● 주중기 밸브를 급격히 개방하지 않는다. ● 보일러수 중의 불순물을 제거한다 ● 비수방지관을 설치한다. ● 수위를 고수위로 하지 않는다.
O2 보일러 이상현상(프라이밍)
- 보일러 관수가 농축되었을 때
- 보일러수위가높을때
- 송기 시 주중기 밸브를 급개하였을 때
- 보일러 증발능력에 비하여 보일러수의 표면적이 작을 때
- 부하의 급격한 변화 및 증기발생 속도가 빠를 때
- 청관제 시용이 부적합할 때
3️⃣고위발열량계산
프로판 가스가 완전연소 시킬 때 고위발열량과 저위발열량의 차이는 몇 [kcal/kg]인가? (단, 물의 증발잠열은 539[cal/g ·H20]이다.)
H1 고위발열량계산
● 프로판(C₃H₈)의 완전연소 반응식 : C₃H₈+ 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
● 프로판 1[kg] 연소 시 발생되는 수증기량 계산 :
프로판 44[kg]이 완전 연소할 때 수증기는 4 X 18[kg]이 생성되므로 프로판 1[kg]이 완전 연소할 때 생성되는 수증기량[kg]을 계산한다.
44[kg] : 4 x 18[kg] = 1[kg] : x[kg]
$$ x=\frac{4\times18\times1}{44}=1.636[kg] $$
● 고위발열량과 저위발열량의 차이 계산 :
고위발열량과 저위발열량의 차이는 물의증발잠열에 해당하므로 프로판 1[kg]이 연소할 때 생성되는 수증기량[kg]에 물의증발잠열[kcal/kg]을 곱하면 되고, 문제에서 주어진 물의 증발잠열 539[cal/g]은 539[kcal/kg]와 같다.
$$ \Delta H=G_w\times\gamma=1.64\times539=883.96[kcal/kg] $$
👆G 연소가스량 4️⃣
프로판 1 [Sm³]를 공기 중에서 완전 연소 시 수증기를 포함한 이론 연소가스량[Sm³/Sm³]을 계산하시오. (단, 공기 조성은 체적으로 질소 79[%], 산소 21 [%]이다.)
C₃H₈+ 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
● 이론습연소가스량계산
$$ G_{0w}=N_2+CO_2+H_2O \\ =\{(1-0.21)\times A_0\}+3+4 \\ =\{(1-0.21)\times \frac{5}{0.21}\}+3+4 \\ =25.809[Sm^3/Sm^3] $$
👍B0 인젝터 5️⃣
인젝터의 작동원리를 에너지관점에서 설명하시오.
증기의 열에너지를 속도에너지로 전환시키고 다시 압력에너지로 바꾸어 급수하는 설비이다. 즉, 증기에 의해 급수가 예열되어 동 내로 급수되므로 급수엔탈피가 증가하여 연료소비량이 감소한다
6️⃣복사난방
복사난방의 장점 4가지를 쓰시오.
F 복사난방
➕ 실내온도의 분포가 균등하여 쾌감도가 높다 ➕ 방열기가 필요하지 않으므로 바닥면의 이용도가 높다 ➕ 공기 대류가 적으므로 바닥면 먼지상승이 없다 ➕ 방이 개방된 상태에서도 난방효과가 있다 ➕ 손실열량이 비교적 적다
➖ 외기온도 급변에 따른 방열량 조절이 어렵다 ➖ 초기 시설비가 많이 소요된다 ➖ 시공, 수리, 방의 모양을 변경하기가 어렵다 ➖ 열손실을 차단하기 위하여 단열층이 필요하다
7️⃣
노통 연관보일러에서 화실 천정부분이 과열되어 압궤현상이 발생하는 것을방지하기 위한 버팀(stay)을 무엇이라 하는가?
천장 버팀(girder stay : 거더 스테이)
스테이에 대한 설명은 교재 50쪽 19번 해설을 참고하기 바랍니다
8️⃣
보일러의 3대 구성요소를 쓰시오
® 연소장치 ® 부속장치 ®본체
9️⃣유량계(피토관)
상온 상압의 공기유속을 피토관으로 측정하였더니 동압이 100[㎜Aq]이었다. 이때 유속은[m/s]은 얼마인가?
(단, 공기의 비중량은 1.3[kgf/m³], 물의 비중량은 1000[kgf/m³] 피토관 계수는 1 이다)
I2 속도,유량계산(피토관)
교축비계산
속도계산
Pt : 전압 Ps : 정압
γm마노미터의비중량 γ유체의 비중량
ρm마노미터액체밀도 ρ 유체밀도
유량계산
🔟대수온도차
어느 대항류 열교환기에서 가열유체는 80[℃]로 들어가서 40[℃]로 나오고, 수열유체는 20[℃]로 들어가서 40[℃]로 나온다. 이 열교환기의 대수 평균온도차[℃]는 얼마인가?
E3 대수온도차
👆N5 습증기엔탈피계산 1️⃣1️⃣
보일러로부터 압력 2[MPa]로 공급되는 수증기의 건도가 0.85일 때 이 습증기 1 [kg]당의 엔탈피는 약 몇 [kJ]인가? (단, 2[MPa]에서 포화수 엔탈피는 1000[kJ/kg], 포화증기의 엔탈피는 3000[kJ/kg]이다.)
$$ h_2=h’+(h”-h’)x $$
$$ =1000+(3000-1000)\times 0.85=2700[kJ/kg] $$
1️⃣2️⃣
수주관과 보일러를 연락하는 관(연락관)의 최소 호칭지름은 얼마인가?
20[A]
1️⃣집진장치
전기식 집진장치의 원리에 대한 설명 증 ( ） 안에 알맞은 용어를 쓰시오.
F9 집진장치(전기집진장치)
판상(板狀) 또는 관상(管狀)으로 이루어진 집진전극을 (양극+)으로 하고, 집진전극 중앙에 매달린 금속선으로 이루어진 (음극-)간에 직류 고전압을 가해서 (코로나방전)을 발생하게 하고, 이곳에 분진이 포함된 가스를 통과시키면 전극 주위의 함진가스는 (이온화)되면서 대전입자가 되어 정전기력에 의해 양극(+극)에 포집(捕集)되어 처리되는 집진장치이다.
👍D8 전도열전달 2️⃣
배관 외경이 30[mm]인 길이 15[m]의 증기관에 두께 15[mm]의 보은재를 시공하였다. 관표면온도 100[℃]. 보온재 외부온도 20[℃]일 때 보온재에서 단위 시간당손실 열량은 몇 [kcal]인가? (단, 보온재의 열전도율은 0.05[kcal/m·h·℃]이다.)
$$ =\frac{1}{\frac{0.015}{0.05}}\times 2.04 \times (100-20)=544[kcal/h] $$
3️⃣판형열교환기(고조청압)
판형 열교환기의 장점 2가지를 쓰시오.
E1 판형열교환기(고조청압)
➕ 고난류 유동에 의한 열교환기 능력을 향상시킨다
➕ 판의 매수조절이 가능하여 전열면적증감이 용이하다
➕ 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도 유체에도 적용가능하다
➕ 높은 사용압력과 내식성, 내구성이 우수하다
4️⃣압력계
진공압력과 게이지압력을 측정할 수 있는 연성계의 지침이 진공압력으로 50[cmHg]를 지시할 때 절대압력[kgf/cm2]은 얼마인가? (단 대기압은 760[mmHg]이다.)
I1 절대압력=대기압-진공압력
절대압력 계산 : 대기압 단위 [mmHgJ로 계산함
:절대압력 = 대기압-진공압력=760-500=260(mmHg·a]
단위 변환 : l[ntm] = 760[mmHg] = 1.0332[kgf/cm사이다
👆C2 상당증발량, 환산증발량5️⃣
보일러의 상당증발량이 1.5[ton/h]. 급수온도가 10[·c]. 발생 증기 엔탈피가 659 [kcal/kg]일 때 실제 증발랑[kg/h]은 얼마인가?
$$ G_e=\frac{G_a(h_2-h_1)}{539\times 4.1868}=\frac{G_a(h_2-h_1)}{100[℃]증발잠열}=\frac{G_a(h_2-h_1)}{\gamma} $$
$$ G_a=\frac{539G_e)}{(h_2-h_1} \\ =\frac{539\times 1500)}{(659-10} \\ =1245.762[kg/h] $$
6️⃣흡수식 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
7️⃣
스팀을 사용하는 취사기구의 내용적 2[m3], 최고사용압력 0.2[MPa] 합리화법령에 따른 몇 종 압력용기에 해당되는가? (단, 취사기구 안의 압력은 대기압을 초과하는 상태이다.)
1종압력용기
압력용기의 종류 : 에너지이용 합리화법 시행규칙 재1조의2 (1)1종 압력용기 : 최고사용압력[MPa]과 내용적[m’.l]을 곱한 ?프1는 다음 각 호의 하나에 해당하는 것 ,
-지가 0.004를 초패 ® 증기 그 밖의 열매체를 받이들이거나 증기를 발생시굿 는 기기로서 용기안의 압력이 대기압을 넘는 것 [고체 또는 액체를 가일하 ® 용기안의 화학반응에 의하여 증기를 발생하는 용기로서 용기안의압을 넘는 것 압력이 대기 ® 용기안의 엑체의 성분을 분리하기 위하여 해당 액체를 가열하거나시키는 용기로서 용기안의 압력이 대기압을 넘는 것 중기를 昞 ® 용기안의 액체의 온도가 대기압에서의 비점을 넘는 것
(2)2종 압력용기 : 최고사용압력이 0.2[MPa]를 초과히는 기체를 그 안에 보유하는용기로서 다음 각 호의 하나에 해당하는 것 ® 내용적이 0.04[m3] 이상인 것 ® 동체의 안지름이 200[mm] 이상(증기헤더의 경우에는 동체의 안지름이 300 [mm]초과)이고. 그 길이가 1천[1run] 이상인 것 ※최고시용압력과 내용적을 곱하면(0. 2 x 2 = 0. 4) 0. 004를 초과하고 증기를 뻗듐여 가열하는 기기이고. 용기 안의 압력이 대기압을 넘으므로 “1종압력용기제해당된다.
8️⃣
보일러의 운전 조건이 [보기]와 같을 때 효율[%]을 계산하시오.
보기 -급수사용량 : 4000[L/h] -B-C유 소비량 : 300[L/h] -급수온도 : 90[℃] -포화증기 엔탈피 : 673.S[kcal/kg] -연료 발열람 : 9800[kcal/kg) -급수 비체적 : 0.001036[m3/kg] -급유온도 : 65[°C] -15[℃]의 B-C유 비중 : 0.965 -온도에 따른 체적 보정계수(k) : 0.9754 -0.00067 (t -50)
$$ G_a=\frac{V_w}{v}=\frac{4000\times10^-3}{0.001036}=3861.003[kg/h] $$
$$ G_f=d\times k\times V_t\\ =0.965\times\{0.9754-0.00067\times(65-50)\}\times300 \\ =279.468[kg/h] $$
$$ \eta=\frac{G_a\times(h_2-h_1)}{G_f\times H_l}\times100 \\ \frac{3861\times(673.5-90)}{279.47\times9800}\times100=82.258[\%] $$
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