에너지 20년기출B'

에너지 20년기출B

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

1️⃣ 증기트랩 ☑️B1

장단	16B03
종류	24a08	20d01	18A07	22A06
기능	19C07	23a12
	19C05	18B08	20B01

►열역학적 증기 트랩에 대한 물음에 답하시오.

(1) 작동원리를 설명하시오. (2) 종류 2개를 쓰시오.

B1 증기트랩

✲증기관의 도중에 설치하여 증기를 사용하는 설비의 배관 내에 고여있는 응축수 (증기의 일부가 드레인된 상태)를 자동배출시키는 장치

❶기계식트랩 : 볼플로트식, 버킷식

❷열역학식 : 오리피스식, 디스크식

✲증기와 응축수의 열역학적 유체역학적 특성차를 이용한 것이다

❸온도조절식 : 바이메탈식, 벨로즈식

2️⃣ 요로 ☑️ D1

터널요의 구조부, 구성장치에 대해 각각 3가지씩 쓰시오

슬래킹	21C04	16A10
온도	22A11	23A11	20C04	18B07
가마울림	22C03	23B03	25A12
요로	20B02	16B08
	23B02	20A06

D1 터널요의 구조부, 구성장치

예열부, 소성부, 냉각부

대차, 샌드실, 푸셔

3️⃣ 폐열회수장치☑️ B31

명칭	19C01	18C03
	24C02	20B03	17C05
과열기	23B08	21B02	19B03	20D03
				17A02
조절	18A08	18B06
절탄기 열불응연	25A01	23C08	20A01	18A10
공기예열 효불효연	23C04	20C03

►보일러 배기가스 현열을 이용하여 급수를 예열하는 장치를
( )라 하며, 공기를 예열는 장치를 ( )라 한다.
( ) 안에 알맞은 명칭을 쓰시오.

B31 폐열회수장치*

과열기 → 재열기 → 절탄기 → 공기예열기

✲보일러 배기가스 현열을 이용하여 급수를 예열하는 장치를 (절탄기)라 하며, 공기를 예열는 장치를 (공기예열기)라 한다.

2601

4️⃣ 단열재효과

공업용 로의 에너지 절감방안 4가지를 쓰시오

D2요로의 효율개선

단열조치를 강화하여 방사열량을 감소시칸다.
가열온도를 적정온도로 유지시켜 과열이 발생하지
적정 공기비를 유지시켜 완전연소가 되도록 한다.
연소용 공기는 배열을 이용하여 예열시켜 공급한다.

5️⃣ 인터록 J3

	17A08	20B05		18C05
프리퍼지	16b02	21A06

보일러에 적용하는 자동제어 중 인터록(interlock)에 대하여 설명하시오.

J3 인터록

어떤 일정한 조건이 충족하지 않으면 다음 단계의 동작이 작동하지 못하도록 저지하는것으로 보일러의 안전한 운전을 위하여 반드시 필요한 것이다.

6️⃣ 신,재생에너지 ☑️Q1

	20b06	21b17	23a04
열병합	17b04

[보기]에 주어진 것은 신 재생에너지 종류이다. 물음에 답하시오.

(1) 신에너지에 해당하는 것 2가지를 기호로 쓰시오.
(2) 재생에너지에 해당하는 것 5가지를 기호로 쓰시오.

해양에너지
지열에너지
수소에너지
풍력
연료전지
수력
태양에너지

Q1 신에너지, 재생에너지

● 신에너지 : 수소에너지, 연료전지, 석탄을 액화, 가스화한 에너지, 중질잔사유를 가스화한 에너지

기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지

● 재생에너지 : 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지

햇빛, 물, 지열(地熱), 강수(降水), 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로서 다음 어느 하나에 해당하는 것을 말한다.

● 해양에너지에 관련된 신재생에너지 종류 2가지를 쓰시오.

조수, 파도, 해류, 온도차

● 바이오에너지의 범위
생물유기체를 변환시킨 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오액화유 및 합성가스 쓰레기 매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지 가스 동물·식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤 생물유기체를 변환시킨 땔감, 목재칩 펠릿 및 목탄 등의 고제연료

7️⃣ 관류 보일러 A16

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

►드럼 없이 하나로 된 관에 급수를 압입하여 가열, 증발, 과열과정을 거쳐 과열증기를 발생하는 보일러의 명칭을 쓰시오.

A5 관류 보일러(*명칭)

급수펌프에 의해 급수를 압입하여 하나로 된 관에서

가열, 증발, 과열과정을 거쳐 순환하는 보일러

2602

8️⃣ 윈드박스

보염장치 중 윈드박스의 기능 2가지를 쓰시오.

® 안정된 착화를 도모한다. ® 화염의 형상을 조절한다. ® 공기와 연료의 혼합을 촉진한다 ® 전열효율을 향상시킨다

9️⃣ 쉘 앤 튜브식 열교환기 E

쉘 앤 튜브식 열교환기에 사용되는 스파이럴 튜브의장점 2가지를쓰시오.

E2 쉘 앤 튜브식 열교환기

튜브 전열면적이 증가된다.
유체의 흐름이 난류가 되어 전열효과가 우수하다

🔟 보온재(전내흡비온) ☑️D1

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

보온재의 구비조건 5가지를 쓰시오.

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

1️⃣1️⃣ 습도계 ☑️I8

	20B11	18a14

방 안의 온도가 25[°C]인데 온도를 낮추었더니 20[°C]에서 물방울이 생성되었다고 하면 방 안의 온도가 25[°C]일 때의 상대습도[%]는 얼마인가? (단, 20[°C], 25[°C]에서의 포화수증기압은 2.23[kPa], 3.15[kPa]이다.)

I8 습도계

►수증기분압

\[ P_w=P_{ws}-\frac{P}{1500}\times(t-t’)\]

►상대습도

\[ \phi=\frac{P_w}{P_s}\times 100 \]

►절대습도

\[ X=0.662\times\frac{P_w}{760-P_w} \]

$$ \phi=\frac{P_w}{P_s}\times 100 $$

$$ =\frac{2.23}{3.15}\times 100=70.793 $$

1️⃣2️⃣ 상당증발량, 환산증발량

16B16	22A13
16C12
22B02

20[°C] 물 10[kg]을 100[°C] 수증기로 만들 때 필요한 열량[kJ] 구하시오.
(단, 물의 비열은 4.186[kJ/kg]. 증발잠열은 2257[kJ/kg]이다.)

C2 상당증발량, 환산증발량

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

$$ Q_1=CG\Delta t \\ Q_2=G\gamma $$

$$ Q_1=mC\Delta t $$

$$ =10\times 4.186\times (100-20)=3348.8[kJ] $$

$$ Q_2=m\times \gamma $$

$$ =10\times 539\times4.1868=22570[kJ] $$

$$ Q=Q_1+Q_2=3348.8+22570=25918.8[kJ] $$

1️⃣3️⃣ 보일러효율 ☑️ C4

연료의 발열량이 23,000[kJ/kg]인 연료를 연소시키는 보일러에서 연료 1[kg]당 발생하는 연소가스가 10[N㎡], 비열이 1.38[kJ/N㎡·°C], 외기온도 0[°C], 배기가스 평균온도가 300[°C] 일 때 효율[%]은 얼마인가?

	24A02	21B06	18C15	16a15
	22B16	17B15	20B13
효율	25B02	23B17	23A02	17A12
	21C08

(단, 불완전 연소에 의한 손실열은 연료 발열량의 10%이다.)

C4 보일러효율*

입출열법에 의한 효율

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

열손실법에 의한 효율

$$ \eta=(1-\frac{L_s}{H_h-Q})\times 100 $$

Ga실제증발량 h2포화증기엔탈피 h1급수엔탈피
Gf연료소비량 Hh연료의고위발전량

\[보일러의 효율 \\=\frac{열매체사용량\times 비열\times 열매체 입출구온도차}{연료소비량\times 연료의저위발열량}\times 100\]

2602

$$ \eta=(1-\frac{손실열}{입열})\times 100 $$

$$ =(1-\frac{10\times 1.38\times (300-0)}{23000\times 0.9})\times 100 $$

1️⃣4️⃣ 고위발열량계산 H1

►메탄(CH4) 가스를 공기 중에서 연소시키려 한다. 메탄의 저위발열량이 50,000[kJ/kg]이라면 고위발열량[kJ/kg]은 얼마인가? (단, 물의 증발잠열은 2480[kJ/kg]이다)

H1 고위발열량계산

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

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

1️⃣5️⃣ 엔트로피 N4

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

정압비열이 20.9[kJ/kmol･K]인 이상기체를 25[°C], 1[atm] 상태에서 가역단열과정으로 10[atm]까지 압축하였을 때 온도는 몇 [°C]인가? (단, 0[K]는 -273.15[°C]를 기준으로 한다.)

● 정적비열 계산 기체상수 R=8.314[kJ /kmol･K]이다.

$$ C_v=C_p-R=20.9-8.314=12.546[kJ/kmol K] $$

● 비열비계산

$$ k=\frac{C_p}{C_v}=\frac{20.9}{12.59}=1.66 $$

● 압축후 온도계산

$$ \frac{T_2}{T_1}=(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}} $$

$$ T_2=T_1\times(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}=(273+25)\times(\frac{10}{1})^{\frac{1.66-1}{1.66}}=744.400[K]-273=471.4[℃] $$

N0 단열압축

$$ \frac{T_2}{T_1}=(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}} $$

$$ T_2=T_1\times(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}=(273+25)\times(\frac{10}{1})^{\frac{1.4-1}{1.4}} \\ =575.347[K]-273=302.347[℃] $$

에너지 20년기출B

에너지 20년기출B’