에너지 19년기출B

18A“	18B	18C*
19A	19B	19C
20A‘	20B‘	20C

1️⃣ 열설비 설계

보일러 열정산시 열손실(출열)에 해당하는 것 3가지를 쓰시오.

입열항목

공기의 현열
급수의 현열
연료의 현열
연료의 연소열

출열항목

배기가스 보유 열량
불완전연소에 의한 열 손실
노벽의 흡수 열량
증기의 보유 열량
미연분에 의한 열 손실
재의 현열

2️⃣ 증기축열

증기 축열기(steam accumulator)의 기능을 설명하시오.

보일러의 연소량 및 증발량을 일정하게 조절한다
저부하 시, 부하변동시 증기를 저장한다
과부하 시 저장된 증기 공급으로 증기 부족량을 보충한다

3️⃣ 과열증기 ☑️B2

효불효연 공기예열 장단	20C03	23C04
열불응연 절탄기 장	16A02	20A01	18A10	23c08
과열기 장단	17A02	23b08	19b03	21b02
	20D03
조절	18A08	18B06
명칭	19C01	20B03	18C03	17C05
	24c02
계산	23B10

과열증기 사용 시 장점 4가지를 쓰시오.

B6 과열증기(장단)

증기 원동소의 이론적 열효율이 좋다
수격작용이 방지
증기의 마찰저항이 감소
같은 압력의 포화증기에 비해 보유 열량이 많으므로 증기 소비량이 적어도 된다

가열표면의 일정온도를 유지하기 곤란하다
가열장치에 큰 열응력이 발생한다
직접가열시 열 손실이 증가한다
높은 온도로 인하여 제품의 손상 우려가 있다 과열기 표면에 고온부식이 발생할 우려가 있다.

4️⃣ 집진장치

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

연료의 연소과정에서 매연, 슈트, 분진 등이 발생하는 원인 4가지를 쓰시오.

F 매연 슈트 분진 발생하는 원인

통풍력이 과대 과소할때무리한 연소를 할때
연소실의 온도가 낮을때
연소실의 크기가 작을때
연료의 조성이 맞지 않을때
연소장치가 불량할때
운전 기술이 미숙할때

5️⃣ 보일러의부식 ☑️K3

고온	18B05
저온	22B07	21A08	20A05	18A09
	24c05
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.

6️⃣ 온도계

다음 온도계의 측정 원리를 설명하시오.

19B06 21a07 17c01
(1) 바이메탈 온도계
(2) 전기저항식 온도계
(3) 방사온도계

I7 온도계의 측정원리

바이메탈 : 선팽창계수가 다른 2종류의 앏은 금속판을 결합시켜 온도변화에 따라 구부러지는 정도가 다른 점을 이용
전기저항식 : 온도가 올라가면 금속제의 저항이 증가하는 원리를 이용
방사온도계 : 측정대상물체에서의 전방사에너지(복사에너지)를 렌즈 또는 반사경으로 열전대와 측온접점에 모아 열기전력을 측정하여 온도를 측정

7️⃣ 무화목적

액체연료 연소에서 무화의 목적을 4가지만 쓰시오

8️⃣ 수트블로우 ☑️F9

종류	17B01	22A03	23b04
장단	16C07	20A02	20c06
건식	22B12	17C03		19B04
슈트 블로어	19B08	22A01

수트블로어 사용시 주의사항 4가지만 쓰시오

한곳으로 집중하여 사용하지 말 것
분출기 내의 응출수를 배출시킨후 사용할것
사용 중 보일러를 저연소 상태를 유지할것
연도 내 배풍기를 사용하여 유인 통풍을 증가시킬것

9️⃣ 복사난방 ☑️

복사난방의 특징 4가지만 쓰시오

21A02 16B06 19b09 24b03

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

🔟 급수장치 ☑️B8

인젝터	24a01	19B10
플렉시블	17B03	20C10	23C06
화염검출	23A06

보일러 급수장치의 일종인 인젝터의 특징을 4가지만 쓰시오

B8 인젝터

증기가 보유하고 있는 열에너지를 속도에너지로 전환시키고 압력에너지로 바꾸어 보일러에 급수하는 장치로
급수가 증기에 의해 예열되어 급수 엔탈피가 증가되기 때문에 연료소비량이 감소한다.

설치에 넓은 장소를 요하지 않는다
급수예열효과가 있다
가격이 저렴하다
자체로서의 양수효율은 낮다

출구정지밸브개방→급수개방→증기밸브개방→핸들개방

1️⃣1️⃣ 고위발열량계산 H1

19B11 20B14

►탄소 55.0[%], 수소 4.0[%], 황 2.0[%], 산소 10.0[%], 질소 5.0[%] 나머지 성분은 회분인 조성을 갖는 석탄의 고위발열량[kJ/kg]은 계산하시오.

(단, 탄소의 발열량 33,858[kJ/kg], 수소의 발열량 142,120[kJ/kg], 황의 발열량은 10,450[kJ/kg]이다.)

H1 고위발열량계산

$$ H_h=8100C+34000(H-\frac{O}{8})+2500S \\ H_h=H_l+600(9H+w) $$

$$ H_h=33858C+142120(H-\frac{O}{8})+10450S $$

1️⃣2️⃣ 정압계산(피토관) ☑️I2

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

상온, 상압 상태에서 공기가 흐르고 있는 원형관 내부에 피토관을 설치하여 유속을 측정하였더니 동압이 980[Pa]이었다. 공기를 비압축성 흐름으로 가정할 때 속도[m/s]는 얼마인가? (단, 공기 비증량은 12.7[N/m]이다)

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

$$ =C\sqrt{2\times\frac{980}{\frac{12.7}{9.8}}}=38.890[m/s] $$

1️⃣3️⃣ 밀도계산

연료의 비중을 측정하기 위하여 비중계를 비중이 1인 물에 넣었을 때의 수위를 기준점 0으로 하였다. 이 비중계를 연료에 넣었을 때 기준 위 2[㎝]이었다면 이 연료의 비중은 얼마인가? (단, 비중계의 질량 0.04[kg], 비중계 유리관 단면적이 4[㎠]이다)

비중계 상태

물의비중 1,000[kg/㎥]

비중계를 물에 넣었을 때 기준점까지의 거리계산

$$ \rho_1=\frac{m}{V}=\frac{m}{A\times h_1} $$

$$ h_1=\frac{m}{A\times \rho_1}=\frac{0.04}{1000\times\{4\times(10^{-2})^2\}}=0.1[m] $$

연료의 비중 계산

$$ h_2=h_1+2=10+2=2[cm] \\ \rho_1\times h_1=\rho_2\times h_2 \\ s_1\times h_1=s_2\times h_2 \\ s_2=s_1\times\frac{h_1}{h_2} \\ s_2=1\times\frac{10}{12}=0.83 $$

1️⃣4️⃣ 전도열계산(다층벽)

►다층벽 16C09 22B18 21A18 19B14

열전도율이 0.1[W/m·K]인 내화벽돌의 두께가 20[cm]일 때 온도차가 200[℃]인 곳에 열전도율이 0.2 [W/m·K]인 단열벽돌을 시공하였더니 온도차 400[℃]로 나타났다. 내화벽돌과 단열벽돌의 손실열량이 같을 때 단열벽돌의 두께는 몇 [m]인지 계산하시오. (단, 기타 손실되는 열량은 없는 것으로 한다.)

$$ \frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}}\times F_1\times \Delta T_1=\frac{1}{\frac{b_2}{\lambda_2}}\times F_2\times \Delta T_2 $$

$$ b_2=\frac{\lambda_2\times F_2\times\Delta T_2}{\lambda_1\times F_1\times\Delta T_1} \\ =(\frac{0.2\times 1\times400}{0.1\times 1\times200}\times 0.2)=0.8[m] $$

1️⃣5️⃣.👆F6 통풍력

(기본)21c09 24b14 19a11 19b15

배기가스 평균온도가 200[℃], 비중량 13.27[N/㎥], 외기온도가 20[℃], 비중량이 12.64[N/㎥]인 경우 통풍력이 527[Pa]이다. 이 때 연돌의 높이[m]는 얼마인가?

$$ Z=273H(\frac{\gamma_a}{T_a}-\frac{\gamma_g}{T_g}) $$

$$ H=\frac{Z}{273(\frac{\gamma_a}{T_a}-\frac{\gamma_g}{T_g})} \\ =\frac{527}{273(\frac{12.64}{273+20}-\frac{13.27}{273+200})}=127.968[m] $$

1️⃣6️⃣ 압력계

그림과 같이 연결된 U자관 마노미터에서 차압[kgf/cm2] Pa- Pb는 얼마인가?

$$ P_A+\gamma_1 h_1=P_B+\gamma_2h_2-\gamma_3h_3+\gamma_4h_4+\gamma_5(h_5-h_4) $$

$$ P_A-P_B=\gamma_2h_2-\gamma_3h_3+\gamma_4h_4+\gamma_5(h_5-h_4)-\gamma_1h_1 \\ =\{(13.6\times 10^3)\times 1.14\}-\{(1.26\times 10^3)\times 0.76\}+\{(13.6\times 10^3)\times 0.89\}+\{(0.95\times 10^3)\times (1.52-0.89)\}-\{(1\times 10^3)\times 1.78\}=25468.9\times 10^{-4} \\ =2.546[kgf/cm^2] $$

에너지 19년기출B

에너지 19년기출B