기출문제풀이 87

2-1. 보일러 설비에서 물 속의 불순물의 종류와 각각의 장해에 대하여 설명하시오.

보일러는 물을 가열하여 증기를 생산하는 장치로, 고온 및 고압의 가혹한 환경에서 운전됩니다. 공급되는 물(보급수 또는 급수)에는 다양한 불순물이 포함되어 있으며, 이러한 불순물들은 보일러 내부에서 심각한 장해를 일으켜 보일러의 효율 저하, 수명 단축, 안전 사고의 원인이 됩니다.주요 물 속 불순물의 종류와 각각의 장해는 다음과 같습니다. 1. 경도 성분 (Hardness Constituents: 칼슘, 마그네슘 등)종류: 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 이온을 포함하는 염(예: 탄산칼슘(CaCO3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3) 등). 물의 경도를 유발하는 성분입니다.장해 (Scale Formation):스케일 형성: 보일러 고온부(특히 전열면)에서 물이 증발하면서 경도 성분들이 물에 ..

1-13. 표준냉동사이클을 정의하기 위한 가정들을 나열하고, 비공비 냉매를 사용하는 표준냉동사이클의 과정을 P-h(압력-엔탈피) 선도와 T-s(온도-엔트로피) 선도에 나타내시오.

표준냉동사이클(Standard Refrigeration Cycle), 또는 이상적인 증기 압축 냉동 사이클은 실제 사이클의 성능을 평가하는 기준이 되는 이론적인 모델입니다. 이 사이클은 다음의 주요 가정 하에 정의됩니다. 표준냉동사이클을 정의하기 위한 가정증발 과정 (Evaporation, 4 → 1):증발기 내에서 등압(Constant Pressure) 및 **등온(Constant Temperature)**으로 열을 흡수하며 냉매가 증발합니다.냉매는 증발기 입구에서 포화액과 습증기의 혼합 상태(또는 교축 팽창 직후 상태)로 들어가고, 출구에서는 포화 증기(Saturated Vapor) 상태로 나옵니다.증발기 내에서의 압력 강하는 무시합니다.압축 과정 (Compression, 1 → 2):압축기 내에서 ..

1-12. 열전쌍(Thermocouple)의 온도 측정 원리를 설명하시오.

열전쌍(Thermocouple)의 온도 측정 원리열전쌍(Thermocouple)은 두 종류의 서로 다른 금속 또는 합금 도체를 이용하여 온도를 측정하는 센서입니다. 그 온도 측정 원리는 제벡 효과(Seebeck Effect)에 기반합니다. 제벡 효과 (Seebeck Effect):제벡 효과란 두 종류의 서로 다른 도체(금속 A와 금속 B)를 두 군데에서 접합하여 회로를 구성하고, 이 두 접합부(Junction)의 온도를 다르게 유지할 때, 회로에 기전력(Electromotive Force, EMF), 즉 전압이 발생하는 현상입니다. 이는 각 금속마다 전자의 밀도, 에너지 준위, 온도 변화에 따른 전자의 움직임(확산) 특성이 다르기 때문에 발생합니다. 고온 부분의 전자가 저온 부분으로 이동하려는 경향이 있..

1-10. 온도 27℃, 상대습도 50%, 압력 101.3 kPa인 습공기의 노점온도를 ℃ 단위로 구하시오.

주어진 습공기의 건구 온도, 상대 습도 및 압력을 이용하여 노점 온도를 계산합니다. 노점 온도는 공기 중 수증기의 분압이 해당 온도에서의 포화 수증기압과 같아지는 온도입니다. 1. 주어진 조건:건구 온도 (DBT) = 27 °C상대 습도 (RH) = 50 % = 0.50압력 (P) = 101.3 kPa2. 건구 온도(27 °C)에서의 포화 수증기압(Ps​) 계산:주어진 표에는 25 °C와 30 °C에서의 포화 수증기압이 있습니다. 27 °C에서의 포화 수증기압은 선형 보간법을 이용하여 계산합니다.3. 습공기 중 수증기의 분압(Pv​) 계산: 4. 노점 온도(DPT) 계산:노점 온도는 수증기의 분압(Pv​)이 포화 수증기압과 같아지는 온도입니다. 즉, 포화 수증기압이 1.7999 kPa일 때의 온도를 표에..

1-9. Clean Room의 종류 및 기류 방식에 대하여 설명하시오.

클린룸(Clean Room)은 공기 중의 미립자, 미생물, 화학 증기 등의 오염 물질 농도를 엄격하게 제어하여 특정 수준 이하로 유지하도록 설계 및 관리되는 공간입니다. 반도체, 제약, 바이오, 정밀 기기 제조 등 청정도가 제품 품질에 결정적인 영향을 미치는 산업 분야에서 필수적입니다.클린룸은 주로 공기 중 부유 입자의 농도를 기준으로 등급을 분류하며, 요구되는 청정도 수준에 따라 적합한 기류 방식이 적용됩니다. 1. 클린룸의 종류 (Classification)클린룸은 단위 부피당 허용되는 특정 크기 이상의 입자 개수에 따라 등급이 분류됩니다. 국제적으로는 ISO 14644-1 표준이 가장 널리 사용되며, 과거에는 미국 연방 표준인 Fed Std 209E가 사용되기도 했습니다 (현재는 폐지되었으나 여전히..

1-8. 공기조화 냉온수배관의 설계 순서를 도시하시오.

공기조화 시스템의 냉온수배관 설계는 건물의 요구사항을 만족시키고 시스템이 효율적이며 안정적으로 작동하도록 하는 중요한 과정입니다. 일반적인 설계 순서는 다음과 같으며, 이를 순서도(Flow Chart) 형태로 도시하여 나타낼 수 있습니다. 냉온수배관 설계 순서 설명:설계 기초 자료 수집 및 검토:건축 평면도, 입면도 등 건축 도면 검토.냉난방 부하 계산 결과 확인.열원 설비(냉동기, 보일러) 용량 및 특성 파악.공조기(AHU, FCU 등) 용량, 유량, 압력 강하 등 사양 확인.설치 공간의 제약 사항 및 요구사항 파악.배관 시스템 형식 선정:건물의 용도, 규모, 요구 부하 특성에 따라 2관식(냉난방 겸용) 또는 4관식(냉방/난방 전용) 배관 시스템 결정.정유량 방식, 변유량 방식(Primary/Secon..

1-7. 공기조화용 덕트설계에서 종횡비를 설명하시오.

공기조화용 덕트 설계에서 종횡비(Aspect Ratio)는 직사각형 덕트의 단면 형상을 나타내는 중요한 지표입니다. 이는 덕트 단면의 긴 변 길이 대 짧은 변 길이의 비율로 정의됩니다. 종횡비 = 긴 변 길이 / 짧은 변 길이 예를 들어, 폭 800mm, 높이 200mm인 직사각형 덕트의 종횡비는 800mm / 200mm = 4:1 이 됩니다. 정사각형 덕트는 종횡비가 1:1이며, 원형 덕트는 종횡비 개념이 적용되지 않습니다. 종횡비가 덕트 설계에 미치는 영향종횡비는 덕트 시스템의 성능, 자재 소요량, 시공성 및 구조적 안정성에 여러 가지 영향을 미칩니다.마찰 손실 (압력 강하) 증가:동일한 단면적을 가지는 덕트라 할지라도, 종횡비가 클수록(길고 납작한 형태일수록) 공기와 접촉하는 덕트 내면의 둘레 길이..

1-6. 습공기선도의 구성요소를 도시하고, (1) 현열 가열, (2) 현열+잠열 냉각 과정에서각 상태량의 변화를 나타내시오.

습공기선도(Psychrometric Chart)는 표준 대기압 조건에서 습한 공기의 다양한 열역학적 상태량(Properties) 간의 관계를 그래프로 나타낸 것으로, 공조 시스템의 설계 및 분석에 매우 유용하게 사용되는 도구입니다. 다양한 공조 과정(가열, 냉각, 가습, 감습, 혼합 등)을 이 선도 위에서 시각적으로 표현하고 상태량 변화를 파악할 수 있습니다. 습공기선도의 구성요소습공기선도는 다음의 주요 상태량들을 나타내는 선들로 구성됩니다.건구 온도 (Dry-Bulb Temperature, DB) 선:지표면에서 수평한 직선들로 표시됩니다.X축 스케일이며, 건구 온도계로 측정되는 일반적인 공기 온도입니다.왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 온도가 높아집니다.습도비 / 절대습도 (Humidity Ratio / Sp..

1-5. 실내공기 오염물질인 분진, 유해가스, 미생물의 제거 방법에 대하여 설명하시오.

실내 공기에는 다양한 오염물질이 존재하며, 이들은 인체의 건강과 쾌적성에 영향을 미칩니다. 주요 실내 공기 오염물질인 분진(입자상 물질), 유해가스, 미생물을 효과적으로 제거하기 위한 방법은 오염물질의 특성에 따라 달라집니다. 1. 분진 (Particulate Matter, 먼지) 제거 방법분진은 고체 또는 액체 상태의 미세한 입자상 물질을 통칭합니다. 크기에 따라 다양한 제거 방법이 적용됩니다.여과 (Filtration): 공기 중의 입자를 물리적으로 포집하는 가장 일반적인 방법입니다.기계식 필터: 유리 섬유, 합성 섬유, 주름 필터지 등으로 만들어지며, 입자가 필터 매체를 통과할 때 관성 충돌, 차단, 확산 등의 원리로 입자를 포집합니다. 필터의 밀도와 구조에 따라 포집 효율(MERV 등급, HEPA..