에너지 10년기출B

1️⃣캐리오버

보일러에서 비수[기수공발(캐리오버)] 발생원인 5가지를 쓰시오.

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

2️⃣열전도계산(다층벽)

실내온도 20[℃] 실외온도 10[℃]일 때 두께 4[mm]인 유리를 통한 단위면적 1[㎡]당 이동열량[W]을 구하시오. (단, 유리의 열전도율은 0.76[W/m·℃], 내면과 외면의 열저항은 10[m·℃/W], 50[㎡·℃/W]이다)

D8 다층벽 열전도 계산

\[Q=\frac{1}{\frac{b_1}{\lambda_1}+\frac{b_2}{\lambda_2}+\frac{b_3}{\lambda_3}}\cdot F\cdot\Delta t\]

$$ Q=K\cdot F\cdot\Delta t=\frac{1}{R_1+\frac{b}{\lambda}+R_2}\times F\times\Delta t $$

$$ =\frac{1}{10+\frac{0.004}{0.76}+50}\times 1\times(20-10)=0.166 $$

3️⃣전도열계산(구형용기)

안쪽 반지름 55[cm] 바깥 반지름 90[cm]인 구형 고압 반응용기(K=41.87[W/m K]) 내외의 표면온도가 각각 551[K], 543[K]일 때 열손실은 몇[kW]인가

D8 구형용기의 열전도 계산

$$ Q=L\frac{4\pi(T_i-T_o)}{\frac{1}{r_i}-\frac{1}{r_o}} $$

$$ =(41.87\times 10^{-3})\times \frac{4\pi(551-543)}{\frac{1}{0.55}-\frac{1}{0.9}}=5.953[kW] $$

👍E2 보일러튜브 4️⃣

노후 열화된 보일러 튜브 교체 시기 3가지를 쓰시오

● 심하게과열되거나 튜브가 소손된경우 ● 스케일 생성이 많이 되었을때 ● 배기가스 온도 상승이 급격히 증가할 때 ● 열효율이 낮아질 경우

5️⃣리벳이음

강판 두께가 25[mm]이고, 리벳의 지름이 50[mm]이며, 피치 80[mm]로 한줄 겹치기 리벳 조인트에서 한 피치마다 하중이 1500[kgf] 작용하면 이 강판에 생기는 인장응력 [Kgf/㎟]과 리벳이음 효율[%]을 구하시오.

E9 리벳이음

인장응력계산

\[ \sigma_t=\frac{W}{t\times(P-d)} \]

\[ \eta=(1-\frac{d}{P})\times 100 \]

P : 리벳의피치, d : 리벳의지름

$$ \sigma_t=\frac{W}{t\times(P-d)} $$

$$ =\frac{1500}{25\times(80-50) }=2[kgf/mm^2] $$

$$ \eta=(1-\frac{d}{P})\times 100 $$

$$ =(1-\frac{50}{80})\times 100=37.5[\%] $$

표준원기 6️⃣

표준원기가 갖추어야 할 구비조건 4가지를 쓰시오.

정도가 높고 단위의 현시가 가능할것
외부의 물리적조건에대해 변형이 적을것
격년변화가 적을것
안정성이 있을것

7️⃣자동제어

자동제어 편차를 없애기 위하여 조작랑을 주는 방식을 3가지 쓰시오.

적분동작(I)
비례적분동작(PI)
비례적분미분동작(PID)

J1 자동제어(비례,적분,미분)

●비례동작(P) : 조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 동작 외란이 있으면 잔류편차가 발생한다. 비례동작으로 동작신호에 대하여 조작량의 출력변화가 일정한 비례관계에 있는 제어동작으로 외란이 있으면 잔류편차가 발생한다.

●적분동작(I) : 제어량에 편차가 생겼을 때 편차의 적분차를 가감하여 조작단의 이동속도가 비례하는 동작으로 잔류편차가 제거되지만 진동하는 경향이 있어 제어의 안정성이 떨어진다.

●미분동작(D) : 조절계의 출력 변화가 편차의 변화속도에 비례하는동작 조작량이 동작 신호의 미분치에 비례하는 동작으로 제어량의 변화 속도에 비례한 정적동작을 한다. 일반적으로 진동이 제거되어 빨리안정되며 비례동작과 함께 사용된다.

● 비례적분동작(PI)

● 비례적분미분동작(PID)

● 비례미분동작(PD)

👆C2 상당증발량, 환산증발량 8️⃣

20[℃] 물 10[kg]을 100[℃] 수증기로 만들 때 필요한 열량[kcal]을 구하시오.

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

$$ Q_1=1\times10\times(100-20)=800[kcal] \\ Q_2=10\times 539=5390[kcal] \\ Q=800+5390=6190[kcal] $$

👆G 9️⃣이론공기량

중유의 조성이 C 78[%], H 15[%], O 2[%], 기타 5[%]일 때 이론공기량[N㎥/kg]을 구하시오.

$$ A_0=8.89C+26.67(H-\frac{O}{8})+3.33S $$

연료 🔟

CH4의 생성열량[kJ]을 구하시오.

$$ C+O_2→CO_2+400[kJ] \\ H_2+\frac{1}{2}O_2→H_2O+280[kJ] \\ CH_4+2O_2→CO_2+2H_2O+800[kJ] $$

1️⃣1️⃣정압계산(피토관)

물이 흐르는 배관에 피토관을 설치하여 측정한 전압이 128[kPa] 정압이 120[kPa]일때 유속[m/s]을 구하시오

I2 정압계산(피토관)

\[ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} \]

\[V=\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \]

\[ \gamma(물의 비중량) : 1000[kgf/m^3] \]

\[ 1[atm]=760[mmHg]\] \[=10332[mmHO]=101.325[kPa] \]

Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도

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

$$ =\sqrt{2\times\frac{(128-120)\times10^3}{1000}}=4[m/s] $$

1️⃣2️⃣집진장치

배기가스 중 매연 함유 입자를 중력으로 자연 침강시키는 집진장치의 이름은 무엇인가.

F9 집진장치(중력침강식)

배기가스 중 매연 함유 입자를 중력으로 자연 침강시키는 집진장치의 이름은 무엇인가

용접봉 1️⃣

용접봉 건조기를 사용하는 이유(목적)를 설명하시오.

용접봉 피복제에 함유된 수분을 제거하여 용접시 결함을 방지한다

2️⃣절탄기(열불응연)

보일러 연도에 설치된 절탄기는 장점이 많은 반면 단점도 있는데 이 중 3가지와 열정산 시 절탄기 전 후단 온도계 중 어느 쪽 온도를 사용하는가?

B2 절탄기(열불응연)

✲온도계는 절탄기 입구

➕ 보일러 열효율이 향상된다. ➕ 급수 중 불순물을 일부 제거한다. ➕ 열응력 발생을 방지한다. ➕ 연료 소비량이 감소한다.

➖ 통풍저항 증가된다. ➖ 연돌의 통풍력이 저하된다. ➖ 연소가스 온도 저하로 인한 저온부식의 우려가 있다. ➖ 연도의 청소가 어렵다. ➖ 연도의 점검 및 검사가 곤란하다.

👍D5 체크벨브 3️⃣

체크밸브를 사용하는 목적(기능)을 쓰시오.

유체의 역류방지

4️⃣

유리공장이 1994년도에 세워졌고 유리병 생산량이 연 158[톤]으로 가동시 벙커C유 2,130,000[L], 경유 256,000[L], 프로판가스 45,000[kg] 전기 7,850,000[kWh]를 사용할 때 에너지사용 현황 및 원단위 현황을 작성하시오. (단 석유환산계수는 벙커C유 0.99, 경유 0.92, 프로판 가스 1.2이며, 전기는 0.25이다.)

5️⃣

보일러 연도에 설치된 배기가스 온도계에서 온도가 크게 올라가는 이유 2가지를 쓰시오

전열면 내부에 스케일이 과도하게 부착되어있을때

전열면 외부에 그을음이 부착되어있을때

과부하 상태로 연소하고 있을때

히트파이프 6️⃣

그림과 같은 히트파이프 내부의 압력 상태를 쓰시오

진공

7️⃣압력계

진공압력과 게이지압력을 측정할 수 있는 연성계에서 진공압력이 500[mmHg]일 때 절대압력[kgf/cm]은 얼마인가

I1 절대압력=대기압-진공압력

$$ 1.0332-(\frac{500}{760}\times 1.0332)=0.353[kgf/cm^2\cdot a] $$

8️⃣

수소가 많은 연료를 사용할 때 배기가스 중 어떤 성분이 많이 증가하는가

수증기

9️⃣대수온도차

대향류식 공기예열기에 240[℃]의 배기가스가 들어가서 160[℃]로 나오고 연소용 공기는 20[℃]로 들어가서 90[℃]로 나올때 이 공기예열기의 대수평균온도차를 계산하시오.

E3 대수온도차

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

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

$$ =\frac{150-140}{\ln(\frac{150}{140})}=144.942 $$

에너지 10년기출B