Table of Contents
✋ 노즐속도(등앤트로피팽창)
1️⃣ 1[MPa], 150[℃]의 압축공기가 단면축소 노즐을 통하여 0.5[MPa] 74[℃] 상태로 등엔트로피 팽창할 때 노즐에서의 분출속도[m/s]를 계산하시오. (단, 공기의 정압비열(Cp)은1.0053[kJ/kg·K], 입구속도는 무시하고 압력은 절대압력이다.)
공기의 정열비열계산
공기의몰질량(M) : 29, Cv : 정열비열, 기체상수 : R
$$ C_p-C_v=R에서 R=\frac{8.314}{M}[kJ/kg\cdot K] \\ C_v=C_p-R=1.0053-\frac{8.314}{29}=0.71861 $$
$$ k=\frac{C_p}{C_v}=\frac{1.0053}{0.7186}=1.398 $$
$$ w_2=\sqrt{2\frac{k}{k-1}\times R\times T_1\times\{1-(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}\}} $$
$$ =\sqrt{2\times\frac{1.4}{1.4-1}\times \frac{8.314}{29}\times(273+150)\times \{1-(\frac{500}{1000})^\frac{1.4-1}{1.4}\}} \\ =390.531[m/s] $$
😽J5 보일러 자동제어
2️⃣ 3요소식 수위제어 블록선도에서 해당되는 용어를 [보기]에서 찾아 쓰시오.(이미지참고)
✋ 오리피스(유량계산)
3️⃣ 안지름 80[㎜]인 관로에 설치된 오리피스의 지름이 20[㎜]이다. 이 관로에 물을 유동시켰더니 오리피스 전후에서 압력수두의 차이가 120[㎜]발생했을 때 유량[L/min]을 계산하시오. (단, 유동계수는 0.66 이다.)
교축비계산
$$ m=(\frac{D_2}{D_1}^2) $$
$$ =(\frac{0.02}{0.08})^2=0.0625 $$
유량계산
$$ Q=C\times A\times \frac{1}{\sqrt{1-m^2}}\times \sqrt{2\times g\times h} $$
$$ =0.66\times \frac{\pi}{4}\times 0.02^2\times \frac{1}{\sqrt{1-0.0625^2}}\times \sqrt{2\times 9.8\times 0.12}\times 60\times 100 \\ =19.116[L/\min] $$
✋I2 정압계산(피토관) 4️⃣ 유량계수가 1인 피토 튜브를 공기가 흐르는 직경 400[㎜]의 배관 중심부에 설치하였더니 전압이 80[㎜Aq], 정압이 40[㎜Aq]로 지시되었을 때 평균 유량[㎥/s]을 계산하시오 (단, 공기의 비중량은 1.25[kgf/㎥], 물의 비중량은 1000[kgf/㎥], 평균유속은 배관 중심부 유속의 3/4에 해당한다)
$$ V=C\sqrt{2\times g\times \frac{P_t-P_s}{\gamma}} $$
$$ =1\sqrt{2\times 9.8\times \frac{80-40}{1.25}}=25.043[m/s] $$
$$ Q=A\times V $$
$$ Q=\frac{\pi}{4}\times D^2\times( V\times \frac{3}{4})=\frac{\pi}{4}\times 0.4^2 \times (25.04\times\frac{3}{4}) \\ =2.359[m^3/s] $$
5️⃣ 공기조화기(AHU : Air Handling Unit)에서 다수의 얇은 금속판으로 이루어진 것으로 공기량을 조절하거나 차단하는 역할을 하는 것의 명칭을 쓰시오.
댐퍼
😽 자동제어 6️⃣ 자동제어 중 연속동작 6가지를 쓰시오.
● 비례동작(P동작) ● 적분동작(I동작) ● 미분동작(D동작) ● 비례적분동작 ● 비례적분미분동작 ● 비례미분동작
😽I7 온도계의 측정원리 7️⃣ 접촉식 온도계를 측정원리에 따른 4가지로 분류하시오.
열팽창, 열기전력, 저항변화, 상태변화
👆 이론공기량 8️⃣ 액체연료 조성이 탄소(C) 85[%], 수소(H) 11 [%], 수분(W) 4[％]일 때 이론공기랑[N㎥/kg]을 계산하시오.
$$ O_{0}=\frac{22.4}{12} C+\frac{22.4}{4}(H-\frac{O}{8})+\frac{22.4}{32}S $$
$$ A_{0}=\frac{22.4}{12\times 0.21} C+\frac{22.4}{4\times 0.21}(H-\frac{O}{8})+\frac{22.4}{32\times 0.21}S $$
$$ A_0=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S $$
👆 복사난방 9️⃣ 복사난방 장점 4가지를 쓰시오.
장점 ● 실내온도의 분포가 균등하여 쾌감도가 높다 ● 방열기가 필요하지 않으므로 바닥면의 이용도가 높다 ● 공기대류가 적으므로 바닥면 먼지상승이 없다 ● 방이 개방된 상태에서도 난방효과가 있다 ● 손실열량이 비교적 적다
단점 ● 외기온도 급변에 따른 방열량 조절이 어렵다 ● 초기 시설비가 많이 소요된다 ● 시공, 수리, 방의 모양을 변경하기가 어렵다 ● 열손실을 차단하기 위하여 단열층이 필요하다
👍 스프링식안전벨브 🔟 스프링식 안전밸브의 증기 누설 원인을 4가지 쓰시오.
● 작동압력이 낮게 조정되었을 때 ● 스프링의 장력이 약할때 ● 밸브디스크와 밸브 시트에 이물질이 있을때 ● 밸브 시트가 불량일 때 ● 밸브 축이 이완되었을 때
✋ 마찰손실계수 1️⃣1️⃣ 지름50[㎜], 길이25[m]의 배관에서 마찰손실은 운동에너지의 3.2[％]일 때 마찰손실계수는 얼마인가? (단, 소수점 여섯째 자리까지 구하시오.)
$$ h_f=f\times\frac{L}{D}\times(\frac{V^2}{2g}) $$
❎1️⃣2️⃣ x축의 위치에 따라 지름 D=D₀/(1+αx)로 변화하는 관에서 x=0일 때 V₀=4[m/s]이면 x=3에서 유체의 가속도는 얼마인가? (단, 유체는 정상상태, 비압축성이고 상수 α=0.01m-1 이다.)
$$ Q=A\times V $$
$$ V=\frac{Q}{A}=\frac{Q}{\frac{\pi}{4}D^2}=\frac{4Q}{\pi D^2} $$
$$ V_0=\frac{4Q}{\pi D_0^2} $$
$$ D=\frac{D_0}{1+\alpha x} $$
$$ V=\frac{4Q}{\pi D^2}=\frac{4Q}{\pi (\frac{D_0}{1+\alpha x})^2}=\frac{4Q}{\pi (\frac{D_0^2}{(1+\alpha x)^2})}=\frac{4Q}{\pi D_0^2}(1+\alpha x)^2 $$
$$ V_0=\frac{4Q}{\pi D_0^2} $$
$$ V=V_0(1+\alpha x)^2 $$
$$ \alpha=\frac{dV}{dt}=\frac{dx}{dt}\frac{dV}{dt}=\frac{dV}{dx}V \\ 2\alpha\times V_0(1+\alpha x)\times V_0(1+\alpha x)^2=2\alpha V_0^2\times (1+\alpha x)^3 \\ =(2\times 0.01\times 4^2)\times (1+\alpha x)^3=0.32\times (1+\alpha x)^3 $$
👍B3 폐열회수계산 1️⃣3️⃣ 시간당 50,000[kg]의 물을 절탄기를 통해 60[℃]에서 90[℃]로 높여 보일러에 급수한다. 절탄기 입구 배기가스 온도가 340[℃]이면 출구온도는 몇 [℃]인가?
(단, 배기가스량은 75,000[Nm3/h], 배기가스 비열 1.05[kJ/Nm3·℃] 급수 비열 4.2[kJ/kg·℃], 절탄기 효율은 80[%]이다)
4.250000(90-60)=1.0575000(340-h)
$$ h=340-\frac{4.2\times 50000\times (90-60)}{1.05\times 75000\times 0.8}=240 $$
🍀P6 저온부식 1️⃣4️⃣ [보기]는 외부부식 중 저온부식에 관한 설명이다 ( )안에 알맞은 용어를 쓰시오.
연료 중에 함유된 유황분이 연소되어 (아황산가스(SO2))가 되고. 이것이 다시 (오산화바나듐(V2O5))의 촉매작용에 의하여 과잉공기와 반응하여 일부분이 (무수황산(SO3))이 되고 이것이 연소가스 중의 (수증기(H2O))와 화합하여 (급수예열기나 공기예열기) 등과 같은 저온의 전열면에 응축되어 황산(H2S04)이 되어서 심한 부식을 일으키는 것이다
👍E3 대수온도차 1️⃣5️⃣ 대항류 열교환기에서 가열유체는 80[℃]로 들어가서 30[℃]로 나오고, 수열유체는 20[℃]로 들어가서 30[℃]로 나온다. 이 열교환기의 대수온도차[℃]는 얼마인가.
$$ \Delta t_m=\frac{\Delta t_1-\Delta t_2}{\ln(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2})} $$
$$ =\frac{50-10}{\ln(\frac{50}{10})}=24.84 $$
😽J3 인터록 1️⃣6️⃣ 보일러는 점화 및 착화하기 전에 반드시 프리퍼지(pre-purge)를 실시하는데 그 이유를 설명하시오.
보일러를 가동하기 전에 노 내와 연도에 체류하고 있는 가연성 가스를 배출시켜 점화 및 착화 시에 폭발을 방지하여 안전한 기동을 위한 것이다.
✋ 1️⃣7️⃣ 그림은 스털링 사이클로 작동되는 기관의 온도-엔트로피(T_S) 선도이다 압축비가 6이고, t1 20[℃], t3 1420[℃], Cp 1.0035[kJ/kg·K], Cv 0.718[kJ/kg·K]일 때 물음에 답하시오.
(1) 2 → 3 → 4 과정에서 가열 열량[kJ/kg]을 계산하시오. (2) 4 → 1 → 2 과정에서 방출 열량[kJ/kg]율 계산하시오. (3) 한 사이클당 계가 한 유효일랑[kJ/kg]을 계산하시오. (4) 열효율[%]을 계산하시오.
👍D8 전도열전달 1️⃣8️⃣ 내부온도 200[℃], 외부온도 20[°C]인 곳에 열전도율이 각각 다른 “A”, “B”, “C”, “D”재료로 그림과 같이 3중 구조체가 설치되었고, 구조체의 중간 부분은 “B”와 “C”가 2단으로 구성되어 있다. 이때 “B’’와 “D”의 경계면 온도가 90[℃]로 측정되었을 때 “A”의 열전도율[W/m·°C]을 계산하시오. (단, “B”, “C”, “D” 열전도율은 각각 10[W/m·℃], 5[W/m·℃], 1[W/m·℃]이고, 내부의 표면 열전달률은 40[W/㎡·K], 외부의 표면 열전달률은 10[W/㎡·K]이고, “A”와 “B”, “C”가 만나는 면의 온도(t₁)와”B”, “C”와 “D”가 만나는 면의 온도(t₂)는 각각의 면 전체에 동일한 것으로 하며, 열 이동 은 상하로는 없고 좌에서 우로 직선 방향으로만 이동하는 것으로 한다.)
$$ Q=K\times F\times \Delta T $$
$$ Q=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}}\times F\times \Delta T $$
$$ Q_2=\frac{1}{\frac{b_D}{\lambda_D}+\frac{1}{\alpha_2}}\times F\Delta t” \\ =\frac{1}{\frac{0.05}{1}+\frac{1}{10}}\times(2\times 1)\times (90- 20) \\ =933.333 $$
$$ \lambda_{(B+C)_m}=\frac{10+5}{2}=7.5[W/mC] $$
$$ Q_1=\frac{1}{\frac{1}{\alpha_1}+\frac{b_A}{\lambda_A}+\frac{B_{(B,C)}}{\lambda_{(B,C)}}+\frac{b_D}{\lambda_D}+\frac{1}{\alpha_2}}\times F\times \Delta t’ $$
$$ \lambda_A=\frac{b_A}{\frac{F\times\Delta t’}{Q_1}-\{\frac{1}{\alpha_1}+\frac{B_{(B,C)}}{\lambda_{(B,C)_m}}+\frac{b_D}{\lambda_D}+\frac{1}{\alpha_2}\}} $$
$$ =\frac{0.05}{\frac{(2\times 1)\times(200-20)}{933.33}-\{\frac{1}{40}+\frac{0.5}{7.5}+\frac{0.05}{1}+\frac{1}{10}\}} \\ =\frac{0.05}{\frac{(2\times 1)\times(200-20)}{9.33.33}-\frac{29}{120}}=0.347 $$
답글 남기기