에너지관리기사 실기(2026년 1회)    필답형

1. 공기비 개선에 따른 연료절감율?

수치 및 내용 파악중으로 별도 up-load 예정

2. 입구온도가 340℃인 배기가스가 75000Nm[eqn: {}^{3}]/h, 비열 1.05kJ/Nm[eqn: {}^{3}]·K인 상태에서 급수를

가열하는 효율이 80%인 절탄기가 있다. 이 절탄기에서 인입되는 급수량은 50000kg/h,

비열 4.2kJ/kg·K인 상태에서 60℃로 열교환 후 90℃로 배출된다. 배기가스는 급수를

가열한 후 몇 ℃로 배출되는지 구하시오

풀이)) 1) 급수가열량(Q[eqn: {} _{1}]) = 50000[eqn: TIMES]4.2×(90-60)kJ/h

2) 배기가스 열량(Q[eqn: {} _{2}]) = 75000×1.05×(340-[eqn: x])×0.8kJ/h

Q[eqn: {} _{1}]= Q[eqn: {} _{2}]

50000[eqn: TIMES]4.2×(90-60) = 75000×1.05×(340-[eqn: x])×0.8

[eqn: THEREFORE][eqn: x] = 340- [eqn: {50000 TIMES 4.2 TIMES (90-60)} over {75000 TIMES 1.05 TIMES 0.8}] = 240℃

답) 240℃

3. 벽의 내부는 온도 3℃, 열전달율 5W/m[eqn: {}^{2}]K, 외기온도는 25℃,

열전달율 10W/m[eqn: {}^{2}]K 이다. 이 벽 사이에 열전도율 0.035W/mK 인 단열재

로 시공된 냉장고의 경우 단열재의 최소 두께는 몇 mm로 하여야 하는가?

(단, 이 단열재 양측에 각각 두께 1mm, 열전도율이 15W/mK인 금속판으로

쌓여 있고 외부벽 표면온도가 20도 미만이 되면 응축이 된다)

풀이)

[eqn: Q= {t _{2} -t _{1}} over {{1} over {alpha _{1}} + {d _{1}} over {lambda _{1}} + {x} over {lambda _{2}} + {d _{3}} over {lambda _{3}}} =` {t _{0} -t _{2}} over {{1} over {alpha _{2}}}]

[eqn: {20-3} over {{1} over {5} + {0.001} over {15} + {x} over {0.035} + {0.001} over {15}} = {25-20} over {{1} over {10}}]

∴ [eqn: x]= 0.004895m = 4.895mm

답) 4.90mm

4. 보일러 자동제어의 종류 3가지 쓰시오

답) 1) 급수제어

2) 증기온도제어

3) 자동연소제어

5. 에너지이용합리화법에서 열사용기자재 중 보일러의 종류 5개 쓰시오

답) 1) 강철제보일러

2) 주철제보일러

3) 소형온수보일러

4) 구멍탄용온수보일러

5) 축열식전기보일러

6) 가정용 화목보일러

6. 다음 보기 중 바이메탈 온도계 설치에 관한 것이다. 보기 중 틀린 것이

있으면 골라서 옳게 수정하고, 틀린 것이 없으면 해당 없음이라고 표시하시오.

【보기】

1) 급수 입구의 급수 온도계

2) 버너 급유 입구의 급유 온도계

3) 절탄기 또는 공기예열기가 설치된 경우에는 각 유체의 전후 온도를

측정할 수 있는 온도계

4) 과열기 또는 재열기가 있는 경우에는 그 출구 온도계

참고) 공업용 바이메탈식 온도계 설치장소

1) 급수 입구의 급수 온도계

2) 버너 급유 입구의 급유 온도계

(단, 예열을 필요로 하지 않는 것은 제외 한다

3) 절탄기 또는 공기예열기가 설치된 경우에는 각 유체의 전후 온도

를 측정할 수 있는 온도계

4) 과열기 또는 재열기가 있는 경우에는 그 출구 온도계

5) 보일러 본체 배기가스 온도계

6) 유량계를 통과하는 온도를 측정할 수 있는 온도계

답) 해당 없음

7. 아래에서 설명하는 동관용 공구의 명칭을 쓰시오

1) 동관의 끝을 원형으로 정형하는 공구

2) 동관의 끝을 나팔관 형태로 만들어 압축접합 시 사용하는 공구

3) 동관의 끝부분을 확대하는데 사용하는 공구

4) 동관을 굽힘 시 사용하는 공구

5) 동관 절단 후 생기는 거스러미를 제거하는 공구

참고) 1) 사이징툴

동관의 끝을 원형으로 정형하는 공구

2) 플레어링툴

동관의 끝을 나팔관 형태로 만들어 압축접합 시 사용하는 공구

3) 익스팬더(=확관기)

동관을 확관할 때 사용하는 공구

4) 튜브벤더

동관을 굽힘 시 사용하는 공구

5) 튜브커터

동관을 절단 할 때 사용하는 공구

6) 티뽑기

직관에서 분기관을 만들 때 사용하는 공구

7) 리머

동관 절단 후 생기는 거스러미(Burr)를 제거하는 공구

답) 1) 사이징 툴

2) 플레어링 툴

3) 익스팬더(=확관기)

4) 튜브벤더

5) 리머

8. 열역학식 증기 트랩에 대해 다음을 설명하시오      (

1) 원리

2) 종류를 2개 쓰시오

답) 1. 증기와 응축수의 열역학적, 유체역학적 특성차(=속도차)를 이용하여

응축수를 자동으로 배출하는 증기 트랩

2. 1) 디스크식

2) 오리피스식

3) 임펄스식

9. 펌프 토출압력 9.8MPa, 손실수두 150m, 관마찰계수 0.04, 배관의 길이

4410m, 관지름 240mm일 때 배관의 유속[eqn: LEFT [ m/s RIGHT ]]을 구하시오

풀이) [eqn: H _{l`} `=` lambda ` {l} over {d} ` {V ^{2}} over {2g}]

[eqn: V= sqrt {{H _{l} TIMES d TIMES 2g} over {lambda TIMES l}}]

[eqn: = sqrt {{150 LEFT [ m RIGHT ] TIMES 0.24 LEFT [ m RIGHT ] TIMES 2 TIMES 9.8 LEFT [ m/s ^{2} RIGHT ]} over {0.04 TIMES 4410 LEFT [ m RIGHT ]}}]

[eqn: =2 LEFT [ m/s RIGHT ]]

답) [eqn: 2 LEFT [ m/s RIGHT ]]

10. 보일러수 2000톤 속에 용존산소 9ppm이 녹아있다. 이를 제거하기 위해서

아황산나트륨 몇 kg이 필요한가?

풀이)  2Na[eqn: {} _{2}]SO[eqn: {} _{3}]  +   O[eqn: {} _{2}]  =  2Na[eqn: {} _{2}]SO[eqn: {} _{4}]

2[eqn: TIMES]126kg     32kg

[eqn: x]           9ppm

(2[eqn: TIMES]126)kg : 32kg =  [eqn: x] : 9ppm

[eqn: x] = [eqn: {(2 TIMES 126) TIMES 9} over {32}] = 70.875ppm

[eqn: THEREFORE] 아황산나트륨(Na[eqn: {} _{2}]SO[eqn: {} _{3}])

= 2000ton[eqn: TIMES]1000kg/ton[eqn: TIMES][eqn: {70.875} over {1000000}] = 141.75kg

답) 141.75kg

11. 연료의 저위발열량 47500kJ/kg, 연료소비량 70kg/h, 증발량 1ton/h인 보일러

의 효율[eqn: LEFT [ % RIGHT ]]을 구하시오.

(단, 물의 비열 4.18kJ/kg℃, 포화증기 엔탈피 3120kJ/kg, 급수 온도는 50℃이다)

풀이) 보일러효율([eqn: eta _{b}])[eqn: =][eqn: {G LEFT ( h _{2} -h _{1} RIGHT )} over {G _{f} TIMES H _{l}}][eqn: TIMES 100` LEFT [ % RIGHT ]]

[eqn: = {1000 LEFT [ kg/h RIGHT ] TIMES (3120-50 TIMES 4.18) LEFT [ kJ/kg RIGHT ]} over {70 LEFT [ kg/h RIGHT ] TIMES 47500 LEFT [ kJ/kg RIGHT ]} TIMES 100` LEFT [ % RIGHT ]]

[eqn: =87.548 LEFT [ % RIGHT ]]

답) [eqn: 87.55 LEFT [ % RIGHT ]]

12. 어떤 연료를 분석하니 탄소 70%, 수소 20%, 회분 10%이다. 이 액체연료

50kg 연소시키기 위해서 필요로 하는 이론공기량은 몇 Nm[eqn: {} ^{3}]인지 구하시오

풀이) 이론공기량 (A[eqn: {} _{0}]) = 8.89 C + 26.67 (H - [eqn: {O} over {8}]) + 3.33 S [eqn: LEFT [ Nm ^{3} /kg RIGHT ]]

= 8.89×0.7 + 26.67×0.2 = 11.557 [eqn: LEFT [ Nm ^{3} /kg RIGHT ]]

[eqn: THEREFORE] 총이론공기량 = 11.557×50 = 577.85 Nm[eqn: {} ^{3}]

답) 577.85 Nm[eqn: {} ^{3}]

13. 질량 0.4kg, 시스템 압력 200kPa, 부피 0.2m[eqn: {}^{3}]인 이상기체가 정압비열 C[eqn: {}_{P}]= C[eqn: {}_{po}]+[eqn: alpha]T

C[eqn: {}_{po}]= 1.68kJ/kg.K, [eqn: alpha]= 0.002kg/kg·K[eqn: {}^{2}], 기체상수 R= 250J/kg·K, 일 때 정압팽창 후

부피가 2배로 팽창하였다

1) 정압과정 전 기체의 처음온도(K)를 구하시오

2) 정압과정 후 기체의 최종온도(K)를 구하시오

3) 시스템으로 전달된 열량(kJ)을 구하시오

풀이) 1) [eqn: P _{1} V _{1} =GRT _{1}]

[eqn: T _{1} = {P _{1} TIMES V _{1}} over {G TIMES R}][eqn: =][eqn: {200(kPa=kN/m ^{2} ) TIMES 0.2(m ^{3} )} over {0.4(kg) TIMES 0.25 LEFT ( kJ/kg.K RIGHT )}]

[eqn: =400K]

2) [eqn: P _{2} V _{2} =GRT _{2}]

[eqn: T _{2} = {P _{2} TIMES V _{2}} over {G TIMES R}][eqn: =][eqn: {200 LEFT ( kPa=kN/m ^{2} RIGHT ) TIMES LEFT ( 2 TIMES 0.2 RIGHT ) m ^{3}} over {0.4 LEFT ( kg RIGHT ) TIMES 0.25 LEFT ( kJ/kg.K RIGHT )}]

[eqn: =] [eqn: 800K]

3) [eqn: C _{P} =1.68+0.002T] 에서

[eqn: q=C _{mp} BULLET dT] 에서

[eqn: C _{mp} = {q} over {dT}]이므로

평균정압비열[eqn: LEFT ( C _{mP} RIGHT )][eqn: = {int _{T _{1}} ^{T _{2}} {LEFT ( 1.68+0.002T RIGHT ) dT}} over {T _{2} -T _{1}}]

[eqn: = {1.68 TIMES LEFT ( 800-400 RIGHT ) +0.002 TIMES {800 ^{2} -400 ^{2}} over {2}} over {LEFT ( 800-400 RIGHT )}]

[eqn: =] [eqn: 2.88kJ/kg.K]

[eqn: THEREFORE] [eqn: Q=G`C _{mP} LEFT ( T _{2} -T _{1} RIGHT )]

[eqn: =0.4 LEFT [ kg RIGHT ] TIMES 2.88 LEFT [ kJ/kg.K RIGHT ] TIMES LEFT ( 800-400 RIGHT ) LEFT [ K RIGHT ]]

[eqn: =460.8 LEFT [ kJ RIGHT ]]

답) 1) 400[eqn: K]

2) 800[eqn: K]

3) 460.8[eqn: kJ]

14. 다음 보기 중 내화재에서 사용온도가 높은 순서대로 번호를 쓰시오

〔보기〕

1. 글라스울    2. 세라믹화이버    3. 폴리우레탄폼    4. 알루미나질벽돌

참고) 1. 안전사용온도

1) 글라스울 300℃          2) 세라믹화이버 : 1,100℃

3) 폴리우레탄폼 : 90℃      4) 알루미나질벽돌  1300℃

2. 고알루미나질 벽돌 : Al[eqn: {} _{2}]O[eqn: {} _{3}]-SiO[eqn: {} _{2}]

SK35~38(1750℃ 이상)의 높은 내화도를 가지며 내식성, 내마모성이

크며, 열전도율이 좋고, 급열 및 급냉에 대한 저항성이 크고, 고온

에서 용적 변화가 작다.

3. SK26: 1,580℃,  SK32: 1,710℃,   SK34: 1,750℃,   SK42: 2,000℃

답) 4-2-1-3

15. 보일러 급수장치에 설치된 급수펌프용 모터(motor)가 소손되어 다음과 같은

조건하에서 교체작업을 실시하려고 한다. 조건을 보고 질문에 답하시오.

(급수의 밀도는 1000kg/m[eqn: {}^{3}], 중력가속도는 9.8m/s[eqn: {}^{2}]을 적용한다)

〔조건1〕

1) 급수량 : 12,000kg/h           2) 전양정 : 15m

3) 펌프효율 : 75%               4) 모터효율 : 95%

5) 설계안전율 : 2

〔조건2〕

1) 기성품 모터 용량

100W,     200W,    300W     500W,    750W,

1kW,      1.5kW,    2kW,      3kW,     5 kW,

7.5kW     10kW,

1) 교체할 모터의 용량은 몇 kW인가?

2) 표에 제시된 기성품 모터 중 최소용량 모터를 한 가지 선정하시오

풀이) 1) 모터용량(kW) = [eqn: {gamma QH _{t}} over {102 TIMES eta }]×K    (K: 안전율)

[eqn: = {1000 LEFT [ kg/m ^{3} RIGHT ] TIMES 12,000 LEFT [ kg/h RIGHT ] TIMES {1} over {1,000} LEFT [ m ^{3} /kg RIGHT ] TIMES {1} over {3,600} LEFT [ h/s RIGHT ] TIMES 15 LEFT [ m RIGHT ]} over {102 LEFT [ {kg BULLET m/s} over {kW} RIGHT ] TIMES (0.75 TIMES 0.95)} TIMES 2]

= 1.376kW

2) 최소용량모터 : 1.5kW

답) 1) 1.38〔kW〕

2) 1.5〔kW〕

16. 보일러 관내 처리법 중 슬러지 조정제이면서 가성취화 방지제의 종류 2개

쓰시오

참고) 1. 슬러지 조정제

1) 탄닌     2) 리그닌     3) 전분

2) 가성취화방지제

1) 탄닌    2) 리그닌      3) 인산나트륨       4) 질산나트륨

답) 1) 탄닌

2) 리그닌

17. 스테판볼츠만 상수 주어지고 방사열량에 의한 배관의 손실열량 계산하기

내용 파악 중으로 확인후 up-load 예정

18. 아래 블록선도를 보고 전달함수를 완성하시오

참고) R(s) : 기준입력

C(s) : 출력

G[eqn: {}_{1}](s), G[eqn: {}_{2}](s) : 전방경로 전달함수

[eqn: G _{2} ,`G _{3}] : 피드백 전달함수

* 전달함수([eqn: F])= [eqn: {전방경로`전달함수} over {1-피드백요소}]

풀이) 전달함수([eqn: F])= [eqn: {전방경로`전달함수} over {1-피드백요소}]

= [eqn: {G _{1} G _{2}} over {1- LEFT [ -G _{2} G _{3} RIGHT ]}]

= [eqn: {G _{1} G _{2}} over {1+G _{2} G _{3}}]

답) [eqn: {G _{1} G _{2}} over {1+G _{2} G _{3}}]