✋I4 오리피스 1️⃣ 안지름 80[mm]인 배관에 지름 20[mm]인 오리피스를 설치하여 공기의 유량을 측정하려 한다. 오리피스 전후의 차압이 120[mmH20] 발생하였을 때 유랑 [L/min]을 계산하시오. (단, 물의 밀도는 1000[kg/m 3 ], 공기의 밀도는 1. 5 [kg /m ] , 유동계수는 0.66 이다)
교축비 계산
$$ m=(\frac{D_2}{D_1})^2 $$
$$ =(\frac{0.02}{0.08})^2=0.0625=0.06 $$
유량계산
$$ Q=C\times A\times \frac{1}{\sqrt{1-m^2}}\times \sqrt{2gh\times\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} $$
$$ =0.66\times(\frac{\pi}{4}\times 0.02^2)\times \frac{1}{\sqrt{1-0.06^2}} \\ \times \sqrt{2\times 9.8\times0.12\times\frac{1000-1.5}{1.5}} \\ \times60\times 1000=493.145[L/min] $$
👆F9 집진장치 2️⃣ 보일러에서 연료를 연소 후 배출되는 배기가스 중에 함유된 분진등을 제거하는 집진 장치를 3가지로 분류하여 쓰시오.
건식집진장치, 습식집진장치, 전기식집진장치
👆G2 공기비(m) 계산 3️⃣ 중유를 연소하는 가열로의 연소가스를 분석했을 때 체적비로 CO₂가 15.0[%], CO가 1.2[%], O₂가 8.0[%]이고, 나머지가 N₂인 결과를 얻었다. 이 경우의 공기비를 계산하시오. (단. 연료 증에는 질소가 포함되어 있지 않고, 공기 중 질소와 산소의 부피비는 79:21 이다.)
$$ m=\frac{N_2}{N_2-3.76(O_2-0.5CO)} $$
$$ =\frac{100-15-1.2-8}{75.8-3.76(8-(0.5*1.2))}=1.579=1.58 $$
🍀P4 역화의 원인 4️⃣ 보일러에서 연소 중에 발생하는 역화의 원인 4가지를 쓰시오.
● 연도댐퍼의 개도를 너무 좁힌 경우 ● 연도댐퍼가 고장이 나서 폐쇄된 경우 ● 압입통풍이 너무 강한경우 ● 흡입통풍이 부족한 경우 ● 평형통풍인 경우 압잉 흡입의 두 통풍 밸런스가 유지되지 못하는 경우 ● 불완전 연소의 상태가 두드러진 경우 ● 보일러 용량 이상으로 연소량을 증가시키는 무리한 연소를 한 경우 ● 연료공급량 조절장치와 고장 등으로 인하여 분무량이 급격히 증가한 경우 ● 연소실벽이나 노상 또는 버너 타일에 카본이 다량으로 부착된 경우 ● 연소량을 증가시킬 경우는 공급공기량을 증가시키고 나서 연료량을 증가시키고 반대로 연소량을 감소시킬 경우에는 우선 연료걍을 감소시키고 나서 공급공기량을 감소시켜야 하는데 그 반대로 조작한경우
👍 B7 전열면적(수관) 5️⃣ 외경 100[mm], 두께 2.5[mm], 직관길이 2[m]인 연관 9개의 전열연적[m2]을 계산하시오.
연관의 내경 계산
$$ D_i=D_o-2t=100-2*2.5=95 $$
$$ A=\pi DLn=\pi\times0.095\times2\times9=5.372=5.37[m^2] $$
6️⃣ 펌프 입구 및 토출 측에 설치하는 플렉시블 조인트(flexible joint)를 설치하는 이유를 설명하시오.
펌프에서 발생하는 진동을 흡수하여 배관에 전달되지 않도록 하고 온도변화에 따른 배관의 열팽창을 흡수하여 고장이 발생하는 것을 방지하기 위하여 설치한다.
👍D7 열전도율계산 7️⃣ 실내온도 20[℃], 실외온도 10[℃]일 때 두께 4[㎜]인 유리를 통한 단위면적1[㎡]당 이동열량 [W]을 구하시오. (단, 유리의 열전도율은 0.76[W/m·℃] 내면과 외면의 열저항은 10[m·°C/W], 50[m·°C/W]이다.)
$$ Q=K\times F\times \Delta t $$
$$ Q=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}}\times F\times \Delta t $$
$$ =\frac{1}{\frac{0.04}{0.76}+10+50}\times 1\times(20-10)=0.166=0.17[W] $$
🍀Q 신에너지, 재생에너지 8️⃣ 다음 물음에 답하시오. (1) 신에너지의 종류 2가지를 쓰시오. (2) 재생에너지의 종류 4가지를 쓰시오.
● 신에너지 :
기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지 수소에너지, 연료전지 석탄을 액화, 가스화한 에너지 및 중질잔사유를 가스화한 에너지로서 대통령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지 그 밖에 석유, 석탄 원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하는에너지
● 재생에너지 :
햇빛, 물, 지열(地熱), 강수(降水), 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로서 다음 어느 하나에 해당하는 것을 말한다. 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지 생물자원을 변환시켜 이용하는 바이오에너지로서 대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는에너지 폐기물 에너지로서 대통령령으로 정하는 기준 및 범위에 해당하는 에너지 그 밖에 석유 석탄원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하 는 에너지
👍A5 관류 보일러 9️⃣설명하는 보일러 명칭을 쓰시오. 급수펌프에 의해 급수를 압입하여 하나로 된 관에서 가열 증발 과열과정을 거쳐 순환하는 보일러로 벤슨 보일러, 슐저 보일러가 대표적이다.
🍀P1 슈트블로(soot blow) 🔟 보일러 전열면에 부착된 그을음이나 연소 잔재물 등을 제거하여 연소열 흡수를 양호하게 유지할 수 있도록 해 주는 장치의 명칭을 쓰시오.
슈트블로(soot blow)
👆F8 원심펌프의 비교회전도 1️⃣1️⃣ 원심 펌프의 비교회전도를 구하는 공식을 쓰고 설명하시오
$$ N_s=\frac{N\sqrt{Q}}{(\frac{H}{n})^{\frac{3}{4}}} $$
🍀O4 캐비테이션 1️⃣2️⃣ 원심펌프에서 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상을 방지하기 위하여 펌프 선정, 설치 높이 또는 운전방법에 관련된 사항을 4가지로 구분하여 설명하시오
❶ 펌프의 위치를 낮춰 흡입양정을 짧게 한다 ❷ 수직축 펌프를 사용하여 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다 ❸ 양흡입 펌프를 사용한다 ❹ 펌프의 회전수를 낮춘다 ● 두대 이상의 펌프를 사용한다.
1️⃣ 액체연료 연소장치인 로터리 버너의 특징 4가지를 쓰시오.
® 분무컵을 고속으로 회전시켜 연료를 분출하고, 1차 공기를 이용하여 무화시키는 방식이다. ® 종류에는 직결식(3000~3500[rpm]). 벨트식(7000~10000[rpm])이 있다. ® 설비가 간단하고 자동화가 쉽다. ® 점도가 작을수록 분무 상태가 양호해진다. ® 고점도 연료는 예열이 필요하다. ® 청소, 점검, 수리가 간편하댜 ® 분무각도 30~80, 연료 유압은 0. 3 ~0.5[kgf/cm]이다. ® 유량 조절범위가 1 : 5이다
🍀K2 탈산소제 2️⃣ 보일러 급수를 외처리하는 장치인 탈기기(脫氣器 : deaerator)의 기능을 쓰시오.
보일러 급수 중의 산소(O2), 탄산가스(CO2) 등의 용존가스를 제거하여 부식을 방지하는장치이다.
👍D4 보온재의 구비조건 (전내흡비온,두) 3️⃣ 보온재의 구비조건 5가지를 쓰시오.
● 열전도율이 작을것 ● 적당한 내구성을 가질것 ● 흡습성 흡수성이 작을것 ● 부피, 비중이 작을것 ● 안전 사용온도 범위에 적합할것 ● 시공성이 좋을것 ● 내열성 내약성이 있을것
4️⃣ 보일러 부속장치 중 하나인 저수위 차단장치에 의하여 동작되는 기능을 2가지 쓰시오
급수의 자동조절 최저수위가지 내려가기 직전에 저수위 경보 최저수위까지 내려가는 즉시 연료 차단
😽J4 자동제어(주의점-신불범응) 5️⃣ 보일러 자동제어장치를 설계 및 작동시 주의할 점 4가지를 쓰시오
● 제어동작이 신속하게 이루어지도록할것 ● 제어동작이 불규칙한 상태가 되지않도록 할것 ● 잔류편차가 허용되는 범위를 초과하지 않도록 할것 ● 응답의 신속성과 안정성이 있도록할것
👍C4 보일러효율 6️⃣ 보일러의 운전 조건이 [보기]와 같을때 물음에 답하시오.
● 급수사용량 : 4000[L/h] ● B-C유 소비량 : 300[L/h] ● 급수온도 : 90『c ] ● 포화증기 엔탈피 : 673.5[kcal/ kg ] ● 연료 발열량 : 9800[kcal/kg] ● 급수 비체적 : 0.001036[m3/kg ] ● 급유온도 : 65 『C] ● 15[c]의 B-C유 비중 : 0.965 ● 온도에 따른 체적 보정계수(k) : 0.9754- 0.00067(t-50)
(1) 시간당 증기 발생랑[kg]을 구하시오. (2) 시간당 연료 소비량[kg]을 구하시오. (3) 보일러 효율[%]을 구하시오 .
시간당 증기발생량
$$ G_a=\frac{급수량[m^3/h]}{비체적[m^3/kg]} $$
$$ =\frac{4000\times10^{-3}}{0.001036}=3861.00[kg/h] $$
시간당 연료소비량
$$ G_f=d\times k\times V_t $$
$$ 0.965\times\{0.9754-0.00067*(65-50)\}*300=279.468=279.47[kg/h] $$
보일러효율
$$ \eta=\frac{G_a\times (h_2-h_1)}{G_f\times H_l}\times 100 $$
$$ =\frac{3862\times (673.5-65)}{279.47\times9800}\times 100=82.258=82.26[\%] $$
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