에너지 20년기출C

19A	19B	19C
20A‘	20B‘	20C 20D
21A*	21B‘	21C

1️⃣ 자동제어 J1

종류	21A04	19C03
비례	17a04	20d04
종류	16A03	16b01	23A10
	19A02	20C01	18B03
보일러	19A09	21A09	17C10
	22A09	24b13
주의점	17C09

자동제어에서 다음 제어를 간단히 설명하시오.
(1) 시퀀스제어
(2) 피드백 제어

J2 자동제어(시퀀스,피드백,인터록)

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

2️⃣ 관류 보일러 ☑️A5

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

►관류 보일러의 종류 4가지를 쓰시오.

A5 관류보일러(종류)

슐저 보일러,
벤슨 보일러,
소형 관류 보일러 ,
강제 순환식 소형 관류보일러

3️⃣ 공기예열기☑️B2

효불효연 공기예열 장단	20C03	23C04	20C03
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

►공기예열기를 설치하였을 때의 장점 4가지를 쓰시오.

B2 공기예열기장점(효불효연)

전열효율 연소효율이 향상된다
예열공기의 공급으로 불완전 연소가 감소된다
보일러의 열효율이 향상된다.
품질이 낮은 연료도 사용할 수 있다

4️⃣ 보온제의 안전사용온도

슬래킹	16A10	17A06	21C04
온도	22A11	23A11	20C04	18B07
가마울림	17A01	22C03	23b03
요로	16B07	16b08	23B02	20B02
	20A06

[보기]의 보온재 중 최고 안전사용온도가 높은 것에서 낮은 순서로 번호로 나열하시오.

세라믹 화이버→암면→폼글라스→탄화코르크

보온재온도

명칭	최고사용안전온도
폴리우레탄폼	130[℃]
탄화코르크	130[℃]
폼글라스	300[℃]
규조토	500[℃]
암면	600[℃]
규산칼슘	815[℃]
세라믹 파이버	1000~1300[℃]

5️⃣ 쉘 앤 튜브식 열교환기

쉘앤 튜브식 열교환기에 스파이럴 튜브를 사용하였을 때 장점 2가지를 쓰시오

E2 쉘 앤 튜브식 열교환기

튜브 전열면적이 증가된다.
유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다

6️⃣ 세정식 집진장치(장단점) ☑️

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)

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

7️⃣ 열전대(연안강경) I7

측정원리	19B06	21a07	17c01
접촉식	1704
열전대	19A01	20C07	18c10

열전대 온도계 형식에 따른 명칭과 각각의 측정범위를 [보기]에서 찾아쓰시오.

형식	명칭	측정범위
K	크로멜-알루멜	-20~1200[℃]
R	백금-백금로듐	0~1600[℃]
T	동-콘스틴탄	-180~350[℃]
J	철-콘스틴탄	-20~800[℃]

8️⃣ 캐리오버 ☑️

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

보일러 운전 중 수분 일부가 증기와 함께 취출되는 현상으로 프라이밍, 포밍현상이 발생할 때 나타나는 현상을 무엇이라 하는가?

O3 캐리오버

보일러 운전 중 수분 일부가 증기와 함께 취출되는 현상으로 프라이밍, 포밍현상이 발생할 때 나타나는 현상

❶ 보일러수를 농축시키지 않는다
❷ 보일러수 중의 불순물을 제거하다
❸ 주증기 밸브를 급격히 개방하지 않는다
❹ 과부하가 되지 않도록 한다
● 수위를 고수위로 하지 않는다
● 비수방지관을 설치한다

9️⃣ 오르자트법 I1

오르 사트법	18B10	20C09

보일러 연도에서 배기가스 시료를 채취하여 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하여 CO₂ – O₂ – CO 순서로 분석하는 분석기 명칭을 쓰시오.

오르사트(Orsat)법 분석기

I 오르사트법 분석기

🔟 급수장치 ☑️D5

체크밸브	18b04	22b08
게이트 밸브	18c08	21b07
스트레이너	18c07	21b08
신축이음	17B03	20C10	23C06

펌프 입구 및 출구 측에 플렉시블 조인트(flexible joint)를 설치하는 이유를설명하시오.

펌프에서 발생한 진동을 흡수하여 배관에 전달되지 않도록 하고,
온도변화에 따른 배관의 열팽창을 흡수하여 고장이 발생하는것을
방지하기위하여 설치한다

1️⃣1️⃣ 바이패스 ☑️P1

슈트블로	17b07	19b08	20d08	22a01
감압밸브	22C04	18B02
바이패스	17A09	20C11
역화	17B02	24a16

►배관 중에 바이패스 배관을 설치하는 이유를 설명하시오

P3 바이패스

배관 중에 유량계, 수량계, 감압밸브, 순환펌프 등의 설치 위치에 고장, 보수등에 대비하여 설치하는 우회배관이다

1️⃣2️⃣ 증기보일러 수면계에 대한 물음에 답하시오

(1)수면계의 종류 3가지를 쓰시오.

(2)보일러 상용수위는 수면계 어느지점에 위치하는지 쓰시오.

(3)수면계 최소 설치수는 몇 개인가.

유리관 수면계 평형 반사식 수면계 평형투시식 수면계 2색식 수면계 멀티 포트식 수면계

중심선(수면계의 1/2지점)

2개

1️⃣3️⃣ 유속계산

내경 25[mm]인 원관에 20[°C]물이 임계레이놀즈수 2320으로 흐르고 있을 때 유속[m/s]은 얼마인가(단 20[°C]물의 동점성계수는 1.5*10-6[m2/s]이다)

$$ Re=\frac{\rho DV}{\mu}=\frac{DV}{v} $$

$$ 2320=\frac{0.025\times V}{1.5\times 10^{-6}} $$

1️⃣4️⃣ 습증기엔탈피계산 N4

랭킨N4 (효율)	17C14	18A11	18C16
	19C15	23C17
	18C12	22C12
습증기 N5	20C14
재생재열	16C08	18C17
폴리	19A14		21C01
엔트로피 N7	16B15	17C13
냉매순환	22C10
단열압축	20B

보일러로부터 압력 2[MPa]로 공급되는 수증기의 건도가 0.8일 때 이 습증기의 엔탈피[kJ]는 얼마인가? (단, 2[MPa]에서 포화수엔탈피는 1,000[kJ/kg], 포화증기엔탈피는 3,000[kJ/kg]이다.)

$$ h_2=h’+(h”-h’)\times x $$

$$ =1000+(3000-1000)\times 0.8=2600[kJ] $$

N5 습증기엔탈피계산

$$ h_2=h’+(h”-h’)\cdot x \\ h’포화수엔탈피,\ h”건포화증기엔탈피,\ x건도 $$

1️⃣5️⃣ 폐열회수계산 ☑️B3

효율	16B14	22C02		23B10
	20D18
연료 절감율	16C10	24B18	21A14	16A13
	20C15	23A01
	23A07	24A10	22A14

LNG를 사용하는 보일러에서 배기가스 온도를 연도에서 측정하니 180[℃]이었다. 연도에 절탄기를 설치하였더니 배기가스 온도가 100[℃]로 낮아졌다면, 절탄기 설치후에 배기가스에 의한 손실열량[W] 감소는 얼마인가.

배기가스 비열 1,382 [J/m³·℃]
공기비 1.1
이론공기량 10.742[m³/m³]
이론배기가스량 11.853[m³/m³]
LNG 소비량 50[m³/h]

B3 폐열회수계산

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

$$ 손실열량감소 =\{이론배기가스량+(m-1)\times A_0\}\\ \times C\times \Delta t\times G_f $$

$$ 손실열량감소 =\{11.853+(1.1-1)\times 10.742\}\\ \times 1382\times (180-100)\times\frac{50}{3600} \\ =19850.433[J/s] $$

1️⃣6️⃣

CH4의 생성열량[kJ]을 구하시오.

C + O2 → CO2 + 400[kJ] H2 + 1/2 O2 → H2O + 280[kJ] CH4 + 2 O2 →CO2 + 2H2O + 800[kJ]

1️⃣7️⃣ 전도열전달 d7

	17B14	17C12	18B11	20C17
중간온도	16B12	19A12	20A12
	22A07	16C11
중공원통	18C13	19C12	21B11
다층벽	22B18	21A18	20D12	23B12
구형용기	22C13	16A14	24B17
스케일	16C09	20D16

노 내부부터 두께 40[cm] 열전도도 1.2[W/m·K]인 내화벽돌, 그 외측에 열전도도가 0.12[W/m·K]인 단열재로 노벽을 시공하고자 한다. 노 내부의 온도가 1300[℃]이고 실내온도가 30[℃]라 할때 단열재는 안전사용온도 850[℃]로 유지되고 있다면 단열재의 두께는 몇 [㎜]로 시공하여야 하는가? (단, 외벽 표면의 대류열전달계수는15[W/㎡·K]이다.)

D7 열전도율계산

\[Q=K\cdot F\cdot\Delta T \\ =\frac{1}{R_1+\frac{b}{\lambda}+R_2}\times F\times\Delta T \]

b 벽의두께, λ 열전도율, F 표면적

$$ Q=K\times F\times \Delta t=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}}\times F\times \Delta t $$

$$ =\frac{1}{\frac{0.4}{1.2}}\times 1\times (1300-850)=1350[W] $$

$$ Q=\frac{1}{\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{1}{\alpha}}\times F\times \Delta T_2 \\ b_2=0.12\times\{\frac{1\times1\times(850-30)}{1350}-\frac{1}{15}\}\times 1000 \\=64.888[mm] $$

1️⃣8️⃣ 대수온도차 ☑️E3

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

어느 대향류 열교환기에서 가열유체는 80[℃]로 들어가서 50[℃]로 나오고, 수열유체는 30[℃]로 들어가서 40[℃]로 나온다. 이 열교환기의 대수 평균온도차[℃]는 얼마인가?

E3 대수온도차

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

$$ =\frac{40-20}{\ln(\frac{40}{20})}=28.85 $$

에너지 20년기출C

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