에너지 16년기출C"

에너지 16년기출C

15A“	15B**	15C‘
16A	16B	16C
17A	17B	17C

1️⃣ 보일러 이상현상 ☑️

이상현상	17C06	22c07
캐리오버	20C08	23b01	24C04
방지대책	20A04	17A05
프라이밍	23c02	16a08	21c17	16c01
포밍	23A05
캐비 테이션	21B13	16a06
수격작용	21B15	16A07

보일러에서 발생하는 이상 현상에 대하여 설명하시오.
(1)프라이밍 현상
(2)포밍현상
(3)캐리오버현상

O2 보일러 이상현상

프라이밍(priming) 현상 : 급격한 증발현상으로 동수면에 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상
포밍(foaming) 현상 : 동저부에서 작은 기포들이 수면상으로 오르면서 물거품이 발생하여 수면에 달걀모양의 기포가 덮이는 현상
캐리오버(carry over) 현상 : 프라이밍, 포밍 현상에 의하여 발생된 물방울이 증기 속에 섞여 관내를 흐르는 현상으로 기수공발, 비수현상이라 한다

2️⃣ 측정

석탄의 공업분석 측정항목 중 수분을 정량하는 방법을 설명하시오.

107℃ 에서
1시간건조시켜
시료의 무게에 대한 건조감량의비[%]로표시

3️⃣ 보온재(전내흡비온,두) ☑️D1

조건	17C07	20B10	22B11
전내흡비온두	16c03	22C09
원인	17a07	24c12	19A06
내화물	23C01	24A09	16A01

다음 ( ) 안에 증가 또는 감소를 쓰시오

(1) 보온재의 열전도율은 기공이 클수록 ( 감소 ) 한다.
(2) 보온재의 열전도율은 습도가 높을수록 ( 증가） 한다
(3) 보은재의 열전도율은 밀도가 작으면 ( 감소） 한다
(4) 보은재의 열전도율은 온도가 상승하면 ( 증가） 한다

D4 보온재 구비조건(전내흡비온,두)

열전도율이 작을것
적당한 내구성을 가질것
흡습성 흡수성이 작을것
부피, 비중이 작을것
안전 사용온도 범위에 적합할것
시공성이 좋을것
내열성 내약성이 있을것

4️⃣ 관류 보일러 ☑️A5

(종류)	17A03	20C02		24b05
(명칭)		17B05	20B07	21C11
(장단)	16C04	21B14

►관류 보일러의 장점 4가지를 쓰시오.

A5 관류보일러(장단점)

➕ 전열면적에 비하여 보유수량이 적으므로 가동시간이 짧다. ➕ 고압 보일러에 적합하다. ➕ 관을 자유로이 배치할 수 있어 구조가 콤팩트하다. ➕ 순환비가 1이므로 드럼이 필요 없다.

➖ 완벽한 급수처리를 요한다. ➖ 정확한 자동제어 장치를 설치하여야 한다. ➖ 발생증기 중에 포함된 수분을 분리하기 위하여 기수분리기를 설치

5️⃣ 내화물*

부정형 내화물의 종류와 사용시 탈락방지기구를 각각 3가지만 쓰시오

캐스터블내화물,
플라스틱내화물,
내화몰타르

매탈라스
앵커
서포터

6️⃣ 보일러의 부식 ☑️K3

고온	18B05
저온	18A09	21A08	24c05
	20A05	22B07
보일러	16C06	19B05	22A16	18C01
계산	22C08

►보일러에서 발생하는 일반부식에 대한 내용에서( )안에 알맞은 용어를 쓰시오

K3 보일러의 부식(수산화철)

보일러 물의 pH가 낮게 유지되어 약산성이 되면 약알칼리성의(수산화제1철)은 철과 물로 중화 용해 되면서 그 양이 감소하면 보일러 드럼의 철이 물과 반응하여 그 감소량을 보충하는 방향으로 반응이 진행되기 때문에 강으로부터 용출되는 철이 양이 많아져 부식이 발생하게 된다. 보일러 물에 용존산소가 존재하고 물의 온도가 고온이 되면 (수산화제1철Fe(OH)₂)은 용존산소와 반응하여 (수산화제2철Fe(OH)₃)로 산화된다.

7️⃣ 세정식 집진장치 ☑️

종류	17B01	22A03	23b04
장단	16C07	20A02	20c06
건식	22B12	17C03		19B04

집진장치 중 세정식 집진장치의 장점과 단점을 각각 2가지씩 쓰시오

F9 세정식 집진장치(장단점)

분진이 포함된 배기가스를 세정액이나 액막 등에 충돌시키거나 접촉시켜 액체에 의해 포집하는 방식이다.

구조가 간단하고 처리가스량에 비해 장치의 고정면적이 적다
가동부분이 적고 조작이 간단하다
포집된 분진의 취출이 용이하고 작동 시 큰 동력이 필요하지 않다
연속 운전이 가능하고
분진의 입도, 습도 및 가스의 종류 등에 의한 영향을 받지 않는다.
가연성 함진가스의 세정도에도 편리하게 이용할 수 있다.

설비비가 비싸다
다량의 물 또는 세정액이 필요하다
집진물을 회수할 때 탈수, 여과, 건조 등의 하기 위한 별도의 장치가 필요하다
한랭시 세정액의 동파 방지 대책이 필요하다

8️⃣ 재생사이클 재열사이클

16C08 18C “

증기 원소동의 이상 사이클인 랭킨 사이클을 개선한 재열 사이클과 재생사이클을 각각 설명하시오

N6 재생사이클 재열사이클

● 재열사이클 : 증기의 초압을 높이면서 팽창후의 증기 건조도가 낮아지지 않도록한 것으로 효율증대보다는 터빈의 복수장해를 방지하여 수명연장에 주안점을 둔 사이클

● 재생사이클 : 팽창 도중의 증기를 터빈에서 추출하여 급수의 가열에 사용하는 사이클로 열효율이 랭킨 사이클에 비해 증가한다

9️⃣ 전도열계산 ☑️C2

	17B14	17C12	18B11	20C17
중간온도	16B12	19A12	20A12
	22A07
중공원통	18C13	19C12	21B11
다층벽	22B18	21A18	20D12
구형용기	22C13	16A14	24B17
스케일	16C09	20D16

두께 20[㎜] 강관에 스케일이 3[㎜] 부착하였을 때
열전도 저항은 초기상태인 강관의 몇 배에 해당되는가?
(단, 강관의 열전도율은 40[W/m·K]스케일의 열전도율은 2[W/m·K]이다.)

D8 다층벽 열전도열 계산

\[Q=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}+\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{b_3}{\lambda_3}}\cdot F\cdot\Delta t\]

$$ R_1=\frac{b}{\lambda}=\frac{0.02}{40}=0.0005[m^2K/W] $$

$$ R_2=\frac{b_2}{\lambda_2}=\frac{0.003}{2}=0.0015[m^2K/W] $$

$$ =\frac{0.0005+0.0015}{0.0005}=4배 $$

🔟 폐열회수계산 ☑️B3

효율	16B14	22C02
	20D18
연료 절감율	16C10	24B18	21A14	16A13
	20C15	23A01

벙커C유를 사용하는 보일러에서 급수온도를 65[℃]에서 80[℃]로 상승시켰을 때 연료절감률[%]은 얼마인가?
(단, 발생증기 엔탈피는 639[kcal/kg]이고. 보일러 효율은 변함이 없다.)

B3 폐열회수계산

\[Q_s=G_s\times C_s\times \Delta t \times \eta \]

$$ Q_s=G_s\times C_s\times \Delta t \times \eta $$

$$ \Delta Q=\frac{(639-65)-(639-80)}{(639-65)}\times100=2.61[\%] $$

1️⃣1️⃣ 전도열계산 ☑️D6

	17B14	17C12	18B11	20C17
중간온도	16B12	19A12	20A12
	22A07	16C11
중공원통	18C13	19C12	21B11
다층벽	22B18	21A18	20D12
구형용기	22C13	16A14	24B17
스케일	16C09	20D16

배관 외경이 30[㎜]인 길이 15[m]의 증기관에
두께 15[㎜]의 보온재를 시공하였다.
관 표면온도 100[℃] 보온재 외부온도 20[℃]일 때
단위 시간당 손실열량은 몇[kJ]인가?
(단, 보온재의 열전도율은 0.2093[kJ/m·h·℃ ]이다.)

$$ r_o=\frac{0.03}{2}+0.015=0.03[m] \\ r_i=\frac{0.03}{2}=0.015[m] $$

$$ F_m=\frac{2\pi L(r_o-r_i)}{\ln\frac{r_o}{r_i}} $$

$$ =\frac{2\pi\times 10\times(0.03-0.015)}{\ln\frac{0.03}{0.015}}=1.3597 $$

$$ Q=K\times F\times \Delta t $$

$$ Q=\frac{1}{\frac{0.03}{0.015}}\times 1.3597\times (150-25)=84.98 $$

1️⃣2️⃣ 증발량 ☑️ C2

증발	16B16	22B02
실제환산 증발량	22A13	20D11	18B16	21B18
증기발생	16C12	19A15	18C17	17A13

[보기]와 같은 조건을 이용하여 증기 발생량[kg/h] 을 계산하시오.
(단 보일러 열정산 기준을 적용한다)

급수온도 : 50[℃]
보일러 효율 : 85 [%]
연료의 저위발열량 : 10500 [kcal/Nm²]
고위발열량 : 12000 [kcal/Nm²]
발생 증기의 엔탈피 : 663.5 [kcal/kg]
연료 사용량 : 373.9 [Nm³/h]
보일러 전열연적 : 102 [m²]

C2 상당증발량, 환산증발량

\[G_e=\frac{G_a(h_2-h_1)}{539\times 4.1868}=\frac{G_a(h_2-h_1)}{100[℃]증발잠열}\] \[=\frac{G_a(h_2-h_1)}{\gamma}\]

$$ \eta=\frac{G_a(h_2-h_1)}{G_f\cdot H_h}\times 100 $$

$$ G_a=\frac{G_f\times H_h\times \eta}{(h_2-h_1)}\\ =\frac{373.9\times12000\times0.85}{663.8-50}\\ =6213.391[kg/h] $$

1️⃣3️⃣ 정압계산(피토관)☑️I2

피토관	18c04
계산U	18A12	19C14	20A11
계산	22A05	16C13	18B13	21A15
	22B14	19B12
	21C02

상온, 상압의 공기유속을 피토관으로 측정하였더니
동압이 100[㎜Aq]이었다 이때 유속[m/s] 은 얼마인가?
(단, 공기의 비중량은 1.3[kgf/㎥], 물의 비중량은 1000[kgf/㎥], 피토관 계수는 1 이다.)

I2 정압계산(피토관)

\[ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} \]

\[V=\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \]

\[ \gamma(물의 비중량) : 1000[kgf/m^3] \]

\[ 1[atm]=760[mmHg]\] \[=10332[mmHO]=101.325[kPa] \]

Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도

$$ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} $$

$$ V=\sqrt{2\times9.8\times\frac{100}{1000}} $$

1️⃣4️⃣ 대수온도차 ☑️E3

응용	22C18	21B09
기본	21A11	20C18	17A15	16C14
	24b02

►대항류식 공기 예열기에 240[℃]의 배기가스가 들어가서 160[℃]로 나오고 연소용 공기는 20[℃]로 들어가서 90[℃]로 나올 때 이 공기예열기의 대수평균온도차를 계산하시오

E3 대수온도차

\[\Delta t_m=\frac{\Delta t_1-\Delta t_2}{\ln(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2})} \]

$$ \Delta t_m=\frac{\Delta t_1-\Delta t_2}{\ln(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2})} $$

$$ =\frac{(420-20)-(160-90)}{\ln(\frac{400}{70})}=359.84 $$

에너지 16년기출C

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