모리엘(Mollier) 선도는 엔탈피(h)를 세로축, 엔트로피(s)를 가로축으로 나타낸 h-s 선도로서, 상태점만 알면 세로축에서 값을 바로 읽어 엔탈피 변화를 가장 간단하게 계산할 수 있다.

터빈효율이나 압축비, 체적 증가량은 모리엘 선도에서 직접 값을 읽기보다 별도의 계산이나 다른 선도(P-V 선도 등)를 함께 이용해야 구할 수 있는 값들이다.

액체연료는 인화점을 가지고 있어 인화의 위험이 있으며, 연소 중 이상연소나 역화가 발생할 수도 있으므로 화재의 위험성이 없다는 설명은 틀린 내용이다.

수송과 저장이 편리하고, 단위 중량당 발열량이 석탄보다 크며, 연소 시 매연이 비교적 적게 발생하는 것은 액체연료의 일반적인 장점으로 맞는 설명이다.

탄소의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$로, 탄소 1kmol(12kg)을 연소시키는 데 산소 1kmol(22.4Nm³)이 필요하다.

따라서 탄소 1kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론산소량은 약 1.87Nm³이다.

오토사이클(정적 사이클)의 열효율은 압축비 $\varepsilon$가 커질수록 증가한다($\eta = 1-\dfrac{1}{\varepsilon^{k-1}}$). 따라서 압축비가 클수록 열효율이 감소한다는 설명은 틀린 내용이다.

오토사이클은 두 개의 단열과정(압축·팽창)과 두 개의 정적과정(열의 출입)으로 구성되며, 압축·팽창은 마찰이 없는 가역단열, 즉 등엔트로피 과정으로 이상화된다. 이 사이클은 실린더 내에서 스파크(점화플러그)로 점화하는 가솔린 기관의 이론 사이클에 해당한다.

연돌(굴뚝)의 통풍력은 연돌 내 고온 배기가스와 외기의 밀도차에서 발생한다. 배기가스가 연돌 벽에서 열을 많이 방사(방열)할수록 가스 온도가 낮아지고 밀도차가 줄어들어 통풍력은 오히려 감소하므로, 열방사가 많은 편이 통풍력이 크다는 설명은 틀린 내용이다.

반대로 연돌의 직경이 크면 가스 흐름에 대한 마찰저항이 줄어 통풍력이 커지고, 높이가 증가하면 고온가스 기둥의 위치에너지 차가 커져 통풍력이 증가한다. 또한 내면의 요철이 적을수록 마찰손실이 줄어 통풍력이 크게 유지된다.

스팀 어큐뮬레이터(증기 축열기)는 증기 사용처의 압력·온도보다 높은 압력·온도의 포화수를 용기 내에 저장해 두었다가, 부하가 급증할 때 저장된 포화수의 압력을 낮춰 재증발시켜 증기를 공급함으로써 부하 변동에 대응하는 장치이다.

기수분리기는 발생 증기 중의 물방울(수분)을 분리해 건조도를 높이는 장치이고, 스토리지 탱크는 단순 저장 용기, 오토클레이브는 고온·고압 반응이나 멸균에 쓰이는 밀폐 압력용기로 증기 부하 조절 기능과는 무관하다.

P–V 선도에서 과정 곡선 아래의 면적이 계가 외부에 한 일(∫P dV)이다. 그림의 네 과정은 모두 초기 체적 V_i에서 출발해 최종 체적 V_f에서 끝나므로 체적 변화 구간이 동일하고, 결국 어느 경로가 더 높은 압력을 유지했는가만으로 일의 크기가 갈린다.

그림에서 네 경로는 같은 시작점에서 부채꼴로 갈라져 V_f 위에서 위쪽부터 1, 2, 3, 4의 순서로 끝난다. 즉 가장 위쪽을 지나는 경로가 전 구간에서 압력이 가장 높고 그 아래 면적도 가장 넓으므로, 외부로 한 일이 가장 큰 것은 O에서 1로 가는 과정이다.

반대로 가장 아래를 지나는 경로가 일이 가장 작다. 선도 문제에서는 곡선의 모양이나 이름(등온·단열 등)을 따지기 전에 같은 체적 구간에서 어느 선이 위에 있는지를 먼저 보면 빠르게 판별할 수 있다.

수소가 완전 연소하면 산소와 결합하여 물(H₂O)이 생성된다.

황이 연소하면 이산화황(SO₂)이 생성되므로 황화수소(H₂S)가 된다는 설명은 옳지 않으며, 탄소는 불완전 연소하면 산소 부족으로 일산화탄소(CO)가, 완전 연소하면 이산화탄소(CO₂)가 생성되므로 이 두 설명은 생성물이 서로 뒤바뀌어 있다.

버너 축에 부착된 분사컵(로터리 컵)을 고속 회전시켜 원심력으로 기름을 컵 가장자리에서 비산시켜 무화하는 방식은 회전분무식(로터리컵) 버너이다.

유압분무식은 연료 자체의 압력으로, 공기분무식은 압축공기로, 증기분무식은 고압 증기의 운동에너지로 기름을 무화시키는 방식이어서 분사컵을 이용하는 회전분무식과는 원리가 다르다.

랭킨사이클은 급수펌프(단열압축) → 보일러(정압 가열) → 터빈(단열팽창) → 복수기(정압 방열)의 4과정으로 구성된다. 이 중 급수를 승압하는 펌프 과정이 가역단열(등엔트로피) 압축에 해당한다.

보일러와 복수기는 정압(등압) 상태에서 열을 주고받는 과정이며, 발전기는 터빈의 회전력을 전기로 바꾸는 기계장치로 랭킨사이클을 구성하는 열역학적 과정 자체에는 포함되지 않는다.

그림은 물의 압력–온도 선도(상평형도)다. 세 경계선이 한 점에서 만나는 4가 삼중점이고, 여기서 갈라진 세 곡선이 각각 두 상이 공존하는 조건을 나타낸다. 4에서 왼쪽 위로 가파르게 올라가 6으로 향하는 선이 융해곡선(고상·액상 공존), 원점 0 쪽으로 내려가는 선이 승화곡선(고상·기상 공존), 오른쪽 위로 5까지 이어지는 선이 증발곡선(액상·기상 공존)이다.

따라서 액체와 기체가 함께 존재하는 조건은 증발곡선 위, 즉 4에서 5로 이어지는 선이다. 이 선 위에서는 온도가 정해지면 그 온도의 포화압력이 하나로 결정되며, 물과 증기가 임의의 비율로 공존할 수 있다.

판단의 핵심은 영역과 경계선의 구분이다. 곡선으로 나뉜 영역(1은 고상, 2는 액상, 3은 기상)은 한 가지 상만 존재하는 구역이고, 두 상이 섞여 있으려면 반드시 경계선 위여야 한다. 융해곡선이나 승화곡선을 고르면 액체·기체 조합이 아니라 고체가 낀 조합이 된다.

외부에서 기계적인 일(에너지)을 가하지 않고는 열이 스스로 저온부에서 고온부로 이동할 수 없다는 것은 클라우지우스가 표현한 열역학 제2법칙이다. 냉동기나 열펌프가 반드시 압축 일을 필요로 하는 이유가 여기에 있다.

열역학 제0법칙은 열평형에 관한 법칙, 제1법칙은 에너지 보존에 관한 법칙, 제3법칙은 절대영도에서의 엔트로피에 관한 법칙으로 이 문항의 내용과는 관련이 없다.

매연은 연료가 불완전 연소할 때 그을음 형태의 미연소 탄소 입자가 발생하는 현상이다. 연료와 공기가 충분히 혼합되면 완전 연소가 촉진되어 오히려 매연 발생이 줄어들므로, 연료와 공기가 충분히 혼합된 경우는 매연 발생 원인이 아니라 매연을 억제하는 조건에 해당한다.

연소 기술이 미숙하거나 통풍이 과다·부족하거나 연소실 온도가 너무 낮은 경우에는 연료가 산소와 충분히 반응하지 못해 불완전 연소가 일어나 매연이 많이 발생한다.

프로판(LPG)과 같은 가스 연료는 단위 질량당 고위발열량이 약 12,000kcal/kg 안팎으로, 중유(약 10,000~10,800kcal/kg)나 석탄·코크스(약 6,500~7,000kcal/kg)보다 크다.

일반적으로 탄화수소 계열 연료는 수소 함량이 높을수록, 그리고 고체·액체보다 기체 연료일수록 단위 질량당 발열량이 커지는 경향이 있어 프로판의 고위발열량이 보기 중 가장 크다.

엔탈피는 내부에너지(U)와 유동일(흐름일, PV)의 합으로 정의되는 상태량이다($H = U + PV$).

엔탈피는 상태에 의해서만 정해지는 상태함수이므로 과정 경로에 따라 값이 달라지지 않으며, 정적 조건에서 가해진 열량이나 등온 조건에서 가해진 열량과는 별개의 개념이다.

이상기체의 가역단열(등엔트로피) 변화에서 압력-체적 관계는 $\dfrac{\mathrm{P}_2}{\mathrm{P}_1} = \left(\dfrac{\mathrm{V}_1}{\mathrm{V}_2}\right)^{k}$로 표현되며, 지수는 비열비 $k$ 그 자체를 사용한다.

압력비를 체적비 $\mathrm{V}_2/\mathrm{V}_1$의 $k-1$제곱으로 나타낸 식은 체적비가 뒤집혀 있고 지수도 $k$가 아닌 $k-1$로 되어 있어 옳은 관계식이 아니다. 반면 온도-체적 관계식($T_2/T_1=(V_1/V_2)^{k-1}$), 온도-압력 관계식($T_2/T_1=(P_2/P_1)^{(k-1)/k}$), 그리고 이 둘을 결합한 체적-압력 관계식은 모두 성립하는 옳은 식이다.

단열 혼합실에서는 증기가 잃는 열량과 물이 얻는 열량이 같다. 10kg의 100℃ 포화증기는 응축되며 잠열을 방출한 뒤, 응축된 물(100℃)이 혼합 후 온도 t까지 냉각되며 추가로 열을 방출한다.

$10\times2250+10\times4.2\times(100-t)=200\times4.2\times(t-50)$

이를 정리하면 $26700+42000=882t$, 즉 $t=\dfrac{68700}{882}\approx77.9\ ^\circ\mathrm{C}$가 되어 출구 물의 온도는 약 77.9℃이다.

이론산소량은 연료 조성비로부터 $O_o = 1.867C + 5.6H + 0.7S$ (Nm³/kg)로 구할 수 있고, 이론공기량은 공기 중 산소 비율 0.21로 나누어 구한다.

$O_o = 1.867\times0.87+5.6\times0.12+0.7\times0.01 \approx 2.303\ \mathrm{Nm^3/kg}$

$A_o = \dfrac{O_o}{0.21} \approx \dfrac{2.303}{0.21} \approx 11.0\ \mathrm{Nm^3/kg}$가 되어 이론공기량은 약 11.0Nm³/kg이다.

실제 연소에서는 이론공기량만큼만 공급하면 연료와 공기의 혼합 불균일 등으로 인해 불완전 연소가 일어나기 쉽다. 따라서 실제공기량은 이론공기량보다 커야 하며, 이 비율을 공기비(과잉공기율) $m=\dfrac{A}{A_o}>1$로 나타낸다.

실제공기량이 이론공기량과 같거나 그보다 작으면 연소용 산소가 부족해져 매연·CO 등 불완전 연소 생성물이 늘어나므로, 통상 여유를 두어 이론공기량보다 많은 공기를 공급한다.

카르노사이클은 등온팽창(고온에서 열 흡수) → 단열팽창(온도 하강) → 등온압축(저온에서 열 방출) → 단열압축(온도 상승)의 순서로 작동하여 원래 상태로 복귀하는 이상적인 가역 사이클이다.

이 순서에서 열 출입은 두 등온과정에서만 일어나고, 두 단열과정에서는 계와 외부 사이에 열교환이 없이 온도만 변화한다.

물 20kg을 급수 상태(엔탈피 100kJ/kg)에서 포화증기 상태(엔탈피 2780kJ/kg)로 만드는 데 필요한 유효 열량은 $20\times(2780-100)=53600\ \mathrm{kJ}$이다.

전열효율이 80%이므로, 실제로 공급해야 하는 열량은 유효 열량을 효율로 나눈 값이다.

$Q = \dfrac{53600}{0.8} = 67000\ \mathrm{kJ}$가 되어 필요한 공급 열량은 67000kJ이다.

다이어프램식, 부르동관식, 벨로스식 압력계는 모두 압력을 받아 얇은 금속판이나 관, 주름관이 탄성 변위(변형)를 일으키는 원리를 이용해 압력을 지시하는 탄성식 압력계이다.

반면 경사관식 압력계는 관 속 액체(마노미터액)의 높이 차로 압력을 측정하는 액주식 압력계로, 탄성 변형을 이용하지 않으므로 나머지 셋과 원리가 다르다.

배기가스 중의 산소 농도를 센서로 검출하여, 이를 기준으로 연료와 공기의 비율(공연비)을 최적으로 자동 조정하는 방식을 O₂ Trimming(산소 트리밍) 제어라 한다. 과잉공기를 필요 최소한으로 유지해 열손실과 배기가스 중 유해물질을 줄이는 데 활용된다.

배가스 온도 제어나 배가스량 제어, CO 제어는 각각 다른 변수를 기준으로 하는 별도의 제어 방식으로 산소 농도를 직접 검출하는 방식과는 다르다.

비례(P) 제어는 조작량이 편차에 비례하여 결정되는 방식으로, 부하가 변하면 새로운 평형점에서 목표값과 차이가 남는 잔류편차(off-set)가 발생한다는 한계가 있다.

적분(I) 동작은 편차가 남아있는 한 조작량을 계속 누적 조정하여 잔류편차를 없애는 역할을 하므로, I 제어나 이를 포함하는 PI, PID 제어에서는 정상상태 편차가 이론적으로 제거된다.

레스트레인트(restraint)는 배관이 열팽창·수축으로 인해 움직이려는 것을 구속하거나 제한하는 장치로, 이동을 완전히 막는 앵커, 특정 방향의 이동만 제한하는 스토퍼, 이동 방향을 안내하며 제한하는 가이드가 이에 속한다.

서포트(support)는 배관 자체의 무게(자중)를 받쳐 지지하는 장치로, 열팽창에 의한 이동을 구속하는 레스트레인트와는 목적과 분류가 다른 별도의 배관 지지장치 범주이다.

J(줄), kWh(킬로와트시), Ws(와트초)는 모두 에너지, 즉 열량을 나타내는 계량 단위이다.

반면 kg은 질량을 나타내는 단위로 열량 단위가 아니므로, 보기 중 유일하게 성격이 다른 단위이다.

미분(D) 동작은 편차가 변화하는 속도(기울기)에 비례하여 조작량을 미리 앞서서 보정해 주므로, 제어량이 급격히 진동(오버슈트·헌팅)하려는 경향을 억제하는 데 가장 효과적이다.

on-off 동작은 단속적인 제어로 오히려 헌팅을 유발하기 쉽고, 비례 동작과 적분 동작만으로는 응답 지연에 따른 진동을 충분히 억제하기 어렵다.

측정값이 흩어지는 정도, 즉 우연오차(랜덤오차)가 작다는 것은 여러 번 측정해도 값들이 서로 가깝게 모인다는 의미이며, 이는 정밀도(precision)가 높다는 것을 나타낸다.

정확도는 측정값이 참값에 얼마나 가까운가(치우침, 계통오차)를 나타내는 별개의 개념이고, 감도는 입력 변화에 대한 지시값의 민감함을 뜻하므로 우연오차의 크기와는 직접 관련이 없다.

가스 시료를 채취할 때는 배관 벽면 근처의 정체된 유동이나 불균일한 혼합 영역을 피하고, 대표성이 있는 관 중심부(주 유동)에서 채취해야 한다. 따라서 벽에 가까운 가스를 채취한다는 설명은 틀린 내용이다.

이 외에 공기 침입을 막고, 배관을 짧게 유지하며, 시료와 화학반응을 일으키지 않는 재질의 배관·부품을 사용하는 것은 모두 정확한 가스 분석을 위한 올바른 시료채취 원칙이다.

보일러 효율시험에서 급수 온도는 급수(보일러 입구 또는 절탄기 입구) 측에서 측정해야 하며, 보일러 출구에서 측정한다는 설명은 위치가 뒤바뀐 틀린 내용이다.

연료 온도는 유량계 통과 전, 배기가스 온도는 전열면(마지막 전열면) 출구, 연료 사용량은 체적식 유량계로 측정하는 것은 통상적으로 맞는 측정 위치·방법이다.

광전관식 온도계는 물체에서 방사되는 빛(방사에너지)을 광전소자로 검출해 전기신호로 변환하므로, 이 신호를 이용해 연속 기록과 자동 제어가 가능하다는 것이 오히려 이 온도계의 장점이다. 따라서 기록제어가 불가능하다는 설명은 틀린 내용이다.

비접촉식이므로 이동하는 물체나 고온체의 온도도 접촉 없이 연속적으로 측정할 수 있고, 응답 속도도 접촉식보다 빠른 편이다.

N/m²(=Pa), mmHg, mmAq는 모두 압력의 크기를 나타내는 실제 사용되는 계량 단위이다.

반면 Pa/cm²는 이미 압력 단위인 Pa를 다시 면적으로 나눈 조합으로, 표준적으로 사용되는 압력 단위가 아니다.

로터미터는 수직관 속에 넣은 부자(플로트)가 유량에 따라 상하로 위치를 바꾸며 유체가 흐르는 단면적을 변화시켜, 압력차는 일정하게 유지하면서 유량을 측정하는 면적식 유량계이다.

이에 비해 오리피스, 플로우 노즐, 벤투리미터는 단면적이 고정된 조리개를 두고 그 전후의 압력차 변화로부터 유량을 구하는 차압식 유량계로, 로터미터와는 측정 원리가 반대이다.

보일러 열정산은 부하와 연소 상태가 안정된 정상상태에 도달한 뒤 충분한 시간에 걸쳐 측정해야 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있다. 측정 시간을 30분으로 짧게 못박는 것은 열정산 조건으로 규정된 내용이 아니므로 가장 거리가 먼 설명이다.

발열량을 연료의 총(고위)발열량 기준으로 하고, 생성 증기의 건도를 0.98 이상으로 하며, 기준온도를 시험 시 외기온도로 삼는 것은 통상적인 보일러 열정산 조건에 해당한다.

베크만 온도계는 모세관 상부에 별도의 수은 저장부를 두어, 측정 범위에 맞추어 모세관 내 수은량을 조절할 수 있도록 만든 온도계로, 좁은 온도 구간에서 0.01℃ 단위까지 정밀하게 측정할 수 있어 열량계 등 정밀측정에 많이 사용된다.

색온도계는 고온체의 색(방사 스펙트럼)으로, 저항온도계는 금속 저항의 온도 변화로, 액체압력식 온도계는 봉입 액체의 압력 변화로 온도를 측정하는 방식이어서 베크만 온도계와는 원리가 다르다.

제어계가 불안정하여 제어량이 일정 진폭으로 주기적으로 오르내리는 현상을 헌팅(hunting)이라 한다. 이는 제어 이득이 지나치게 크거나 응답 지연이 클 때 발생하기 쉬운 바람직하지 않은 상태이다.

외란은 계 외부에서 가해지는 예기치 못한 입력, 오버슈트는 목표값을 일시적으로 초과하는 현상, 스텝응답은 계단 입력에 대한 계의 반응을 뜻하여 헌팅과는 구분되는 별개의 용어이다.

서로 다른 두 금속선을 접합해 생긴 열기전력을 측정하는 것은 열전대(접촉식) 온도계의 원리이며, 광전관 온도계는 물체가 방사하는 빛(에너지)을 광전소자로 검출하는 비접촉식 방식이다. 따라서 광전관 온도계에 대한 이 설명은 잘못 짝지어져 있다.

광고온계는 특정 한 파장의 방사에너지를, 방사온도계는 전 파장에 걸친 방사에너지를 측정하며, 색온도계는 고온체가 내는 빛의 색(스펙트럼 분포)으로 온도를 판정하는 방식으로 나머지 세 설명은 올바른 짝짓기이다.

m³/h, kg/min, L/s는 모두 단위 시간당 흐르는 유체의 양, 즉 유량을 나타내는 단위이다.

kg/cm²는 단위 면적당 힘, 즉 압력을 나타내는 단위로 유량과는 무관하므로 보기 중 유일하게 성격이 다른 단위이다.

평면벽을 통한 전도 열손실은 $Q=\dfrac{kA\Delta t}{L}$로 계산한다. 열전도율 $k=0.7\ \mathrm{W/(m\cdot^\circ C)}$, 면적 $A=10\ \mathrm{m^2}$, 온도차 $\Delta t=250-150=100\ ^\circ\mathrm{C}$, 두께 $L=0.144\ \mathrm{m}$를 대입한다.

$Q=\dfrac{0.7\times10\times100}{0.144}\approx4860\ \mathrm{W}$가 되어 벽면에서 손실되는 열량은 약 4860W이다.

물의 삼중점은 고체(얼음)·액체(물)·기체(수증기) 세 상이 동시에 평형을 이루는 온도로, 표준적으로 0.01℃(절대온도 273.16K)로 정의된다.

이는 흔히 사용하는 어는점 0℃와는 미세하게 다른 값으로, 압력 조건까지 포함된 정밀한 열역학적 기준점이다.

자연순환식 수관보일러는 보일러수와 증기의 밀도차에 의한 자연대류로 순환이 이루어지는 형식으로, 야로우(Yarrow), 타쿠마(Takuma), 스털링(Stirling) 보일러가 대표적이다.

라몬트(Lamont) 보일러는 순환펌프로 보일러수를 강제로 순환시키는 강제순환식 수관보일러이므로 자연순환식으로 분류되지 않는다.

보온재는 열손실을 줄이는 것이 목적이므로 열전도율이 작아야 한다. 열전도율이 크면 보온 성능이 떨어져 보온재로서의 기능을 하지 못한다.

이 외에 물리적·화학적 강도가 크고, 흡수성이 적고 가공이 용이하며, 부피와 비중이 작은 것이 좋은 보온재의 조건이다.

노통은 연소실 역할을 하면서 연소가스가 지나가는 통로이므로, 유속을 높이려고 단면적을 작게 하면 통풍저항과 압력손실이 커지고 전열면적도 줄어 연소와 전열 모두에 불리해진다. 적정 유속이 유지되도록 충분한 단면적을 확보해야 한다.

노통은 이 밖에 전열작용이 우수하고, 온도변화에 따른 신축을 흡수할 수 있어야 하며, 증기압력에 견딜 충분한 강도를 가져야 한다.

에너지이용 합리화법에 따른 검사대상기기의 계속사용검사 중 운전성능검사의 유효기간은 1년이다. 연소상태·배기가스 등 보일러의 운전성능을 매년 주기적으로 점검하기 위한 것이다.

감압밸브는 작동방법에 따라 피스톤식, 다이어프램식, 벨로스식으로 분류된다.

솔레노이드식은 전자석의 힘으로 유로를 여닫는 전자밸브의 작동방식으로, 압력을 낮추어 조절하는 감압밸브의 작동방법 분류에는 해당하지 않는다.

펌프의 축동력은 $L=\dfrac{\gamma Q H}{102\eta}$로 구하며, $\gamma=1000\ \mathrm{kgf/m^3}$, $Q=0.7\ \mathrm{m^3/s}$, $H=40\ \mathrm{m}$, $\eta=0.8$을 대입한다.

$L=\dfrac{1000\times0.7\times40}{102\times0.8}\approx343\ \mathrm{kW}$로 계산된다.

캐리오버는 보일러수가 증기에 동반되어 넘어가는 현상으로, 부하를 급격히 변동시키면 오히려 캐리오버를 유발하므로 방지대책이 될 수 없다. 부하는 완만하게 변화시켜야 한다.

증기 세정장치 설치, 운전 중 블로우다운 실시, 고압보일러에서의 실리카 제거는 모두 캐리오버를 줄이는 유효한 대책이다.

스케일은 전열을 방해하는 물질이므로 부착되면 전열면 온도가 상승하고 전열량이 저하되며, 관 내부를 좁혀 보일러수의 순환을 방해한다.

수격현상(워터해머)은 응축수가 증기와 부딪치며 발생하는 별개의 현상으로, 스케일 부착과는 직접적인 관계가 없다.

실리카는 보일러수 중에서 칼슘·마그네슘 등과 결합해 단단하게 굳는 경질 스케일을 형성하는 성분이지, 연질의 슬러지를 만드는 성분이 아니다.

pH를 적정 범위로 유지하면 부식이 억제되고, 유지류는 물의 표면장력을 변화시켜 포밍(거품)을 유발하며, 용존산소는 금속을 산화시켜 부식을 일으킨다.

허용응력은 $\sigma_a=\dfrac{\sigma_u}{S}$로 구한다. 최대인장강도 $\sigma_u=400\ \mathrm{MPa}$, 안전율 $S=4$를 대입하면 $\sigma_a=\dfrac{400}{4}=100\ \mathrm{MPa}$이다.

용해로, 소둔로, 소성로, 균열로는 각각 금속을 녹이거나 풀림·소성·가열하는 등 사용 목적에 따라 붙여진 명칭으로, 노를 사용목적별로 분류한 예이다.

술저(Sulzer) 보일러는 급수펌프로 압송된 급수가 관을 통과하며 예열→증발→과열의 전 과정을 거쳐 증기가 되는 대표적인 관류보일러이다.

라몬트·벨럭스 보일러는 강제순환식, 타쿠마 보일러는 자연순환식 수관보일러로 관류보일러와는 형식이 다르다.

에너지이용 합리화법상 검사대상기기의 검사는 제조검사(용접검사·구조검사), 설치검사, 개조검사, 설치장소 변경검사, 재사용검사, 그리고 계속사용검사로 구분되며, 계속사용검사는 다시 안전검사와 운전성능검사로 나뉜다.

설치검사·개조검사·재사용검사는 각각 별도의 검사 종류이며 계속사용검사에 포함되지 않는다.

에너지이용 합리화법에서 소형온수보일러는 전열면적 14제곱미터 이하이고 최고사용압력 0.35MPa 이하의 온수를 발생시키는 것으로 정의된다.

향류식(대향류)은 증기가 흐르는 방향과 연소가스가 흐르는 방향이 서로 반대가 되도록 배치한 방식으로, 전열효율이 좋은 편이다.

병류식(병행류)은 두 흐름이 같은 방향으로 흐르는 방식이며, 혼류식은 두 방식을 혼합한 것이다.

소켓, 니플, 유니온은 모두 지름이 같은 관(동경관)을 일직선으로 접속할 때 사용하는 부속이다.

리듀서는 지름이 서로 다른 두 관을 연결하는 이경관용 부속으로, 동경관의 직선 연결과는 용도가 다르다.

평면벽의 전열식 $Q=\dfrac{kA\Delta t}{L}$을 두께에 대해 정리하면 $L=\dfrac{kA\Delta t}{Q}$이다.

열손실을 $Q=1440\ \mathrm{kJ/h}=400\ \mathrm{W}$로 환산하고 $k=0.1\ \mathrm{W/m\cdot^\circ\!C}$, $A=1\ \mathrm{m^2}$, $\Delta t=1200-200=1000^\circ\!C$를 대입하면 $L=\dfrac{0.1\times1\times1000}{400}=0.25\ \mathrm{m}=25\ \mathrm{cm}$가 된다.

용선로(큐폴라)는 코크스를 열원으로 사용해 선철을 용해하는 노이므로, 석탄·중유·가스를 열원으로 사용한다는 설명은 실제와 다르다.

용해로는 용탕을 만드는 것이 목적이며, 전기로는 형식에 따라 아크로·저항로·유도용해로로 나뉘고, 반사로는 내화벽돌로 쌓은 아치형의 낮은 천장 구조를 갖는다는 설명은 모두 옳다.

저수위 사고는 급수계통의 이상, 분출계통의 누수나 오조작, 증발량의 과잉(과부하 운전) 등으로 보일러수 공급이 소비를 따라가지 못할 때 발생한다.

관수의 농축은 보일러수 중 불순물 농도가 높아지는 현상으로 포밍이나 스케일의 원인은 될 수 있어도, 저수위를 일으키는 직접적인 원인은 아니다.

검사대상기기 관리자가 해임되거나 퇴직하는 경우에는 관리 공백이 생기지 않도록 해임·퇴직 이전에 다른 관리자를 선임해야 하며, 퇴직 후 일정 기간 내에 선임하도록 유예하는 규정이 아니다.

관리자의 퇴직 사실을 시·도지사에게 신고하도록 한 점(실제 신고서 접수는 권한 위탁에 따라 한국에너지공단이 담당한다), 선임기준이 1구역당 1명 이상인 점, 자격기준·선임기준을 산업통상자원부령으로 정하는 점은 모두 옳은 설명이다.

특정 열사용기자재(보일러 등)를 설치·시공하는 업을 하려는 자는 건설산업기본법에 따라 관련 업종으로 시공업 등록을 하여야 한다.

에너지이용 합리화법은 특정열사용기자재의 검사·관리 등을 규율하지만, 시공업 자체의 등록 근거법은 건설산업기본법이므로 이를 혼동해서는 안 된다.

최대증발량이 5t/h 이하인 관류보일러는 안전밸브의 크기를 예외적으로 호칭지름 20A 이상으로 완화할 수 있도록 되어 있어, 일반 기준인 25A 이상을 그대로 적용한 설명은 실제 기준과 다르다.

전열면적 10제곱미터를 초과하는 보일러의 급수밸브·체크밸브를 20A 이상으로 하는 기준, 원격지시 수면계를 2개 이상 설치할 때 유리수면계를 1개로 줄일 수 있는 기준, 증기보일러 압력계에 안지름 6.5mm 이상의 사이폰관을 부착하는 기준은 모두 실제 설치시공기준과 일치한다.

증기를 송기할 때는 증기관 내 수격작용을 막기 위해 드레인(응축수)을 사전에 완전히 배출시켜야 한다. 응축수 배출을 사후에 한다는 설명은 순서가 뒤바뀌어 있다.

연소 초기 수면계 주시, 송기 시 과열기 드레인 배출, 압력을 서서히 올리는 연소 조절은 모두 증기발생 시 지켜야 할 올바른 주의사항이다.

관류보일러는 과열기 출구에 최대증발량에 해당하는 안전밸브를 설치할 수 있다. 이 경우 이 안전밸브가 보일러 동체의 안전밸브 역할을 겸할 수 있도록 인정된다.

과열기의 안전밸브는 출구에 1개 이상 있으면 되고, 그 분출용량·수는 동체 안전밸브의 분출용량·수에 포함시킬 수 있으며, 과열기에 안전밸브가 설치된 경우 동체에 부착하는 안전밸브는 최대증발량의 75% 이상을 분출할 수 있으면 되도록 정해져 있어, 나머지 세 설명은 실제 기준과 다르다.

단관 중력순환식에서는 물과 공기가 같은 관을 지나므로, 관내 공기는 계통 위쪽의 팽창탱크·공기빼기 장치 쪽으로 빠져나가도록 배관 구배를 주어야 한다. 공기가 보일러 쪽으로 빠지도록 한다는 설명은 공기빼기의 원리와 맞지 않는다.

방열기마다 에어벤트 밸브를 설치하는 것, 자연순환이 원활하도록 방열기를 보일러보다 높은 위치에 두는 것, 물을 완전히 뺄 수 있도록 배수밸브를 설치하는 것은 모두 올바른 시공방법이다.

진공환수식은 환수관 내를 진공에 가깝게 감압해 응축수와 공기를 강제로 빨아들이므로, 증기순환이 빠르고 응축수의 유속이 빨라 환수관의 직경을 작게 할 수 있으며 방열기 밸브 개폐만으로 방열량을 폭넓게 조절할 수 있다.

또한 진공펌프가 환수를 끌어오므로 환수관의 기울기를 작게(완만하게) 할 수 있고, 배관계통이 길고 규모가 큰 대규모 난방에 주로 쓰인다. 기울기를 크게 할 수 있고 소규모 난방에 알맞다는 설명은 진공환수식의 장점이 아니다.

신설 보일러의 소다 끓이기(알칼리 세관)는 보일러 내면에 남아 있는 방청유·녹 등 유지분과 이물질을 제거하여 스케일 부착과 부식을 예방하기 위해 실시한다.

원심펌프의 유량은 회전수에 비례하므로 $Q_2=Q_1\times\dfrac{N_2}{N_1}$이다.

$Q_1=2\ \mathrm{m^3/min}$, $N_1=800\ \mathrm{rpm}$, $N_2=1600\ \mathrm{rpm}$을 대입하면 $Q_2=2\times\dfrac{1600}{800}=4\ \mathrm{m^3/min}$이 된다.

점식(피팅)은 급수 중에 용해되어 있던 용존산소가 금속 표면을 국부적으로 산화시켜 작은 구멍 형태로 파고드는 부식으로, 보일러 동판 부식의 대표적인 원인이다.

탄산칼슘·인산마그네슘은 주로 스케일을, 수산화나트륨은 알칼리(가성) 부식을 일으키는 요인으로 점식의 주된 원인과는 다르다.

수격작용을 막으려면 오히려 증기관을 충분히 보온하여 증기가 도중에 식어 응축수로 변하는 것을 최대한 줄여야 한다. 보온을 하지 않고 냉각을 잘 시키라는 설명은 응축수 발생을 늘려 수격작용을 유발하므로 반대되는 조치이다.

송기 전 배관 예열, 주증기 밸브의 서서히 개방, 송기 전 드레인 완전 배출은 모두 수격작용을 예방하는 올바른 조치이다.

유리제 온도계는 액체(수은, 알코올 등)의 열팽창을 이용해 온도를 측정하는 대표적인 접촉식 온도계이다.

압력식 온도계는 밀폐계 내 유체의 온도변화에 따른 압력변화를, 저항온도계는 금속의 전기저항 변화를, 열전대는 두 금속 접점에서 발생하는 열기전력을 이용한다. 서모컬러는 색 변화를, 바이메탈식은 두 금속의 열팽창 차이에 의한 휘어짐을 이용하므로 나머지 짝짓기는 모두 틀리다.

에너지법에서 에너지공급자는 에너지를 생산·수입·전환·수송·저장 또는 판매하는 사업자를 말하며, 에너지사용시설의 소유자는 에너지를 사용하는 주체인 에너지사용자에 해당하여 공급자로 분류되지 않는다.

만수보존법은 보일러 동체 내부를 물로 가득 채워 보존하는 방법으로, 동결 우려가 없는 단기간 휴지 시에 적합하다.

장기간 휴지 시에는 건조보존법이 적합하며, 겨울철 동결 위험이 있는 경우에는 만수보존 시 동파 우려가 있어 오히려 부적합하다.

보일러를 장기간 사용하지 않고 보존할 경우에는 내부의 물기를 완전히 제거하고 건조 상태를 유지해 부식을 막는 건조보존법이 가장 적합하다.

만수보존법이나 청관제 만수보존법은 물을 채운 상태로 보존하는 방식으로 단기간 보존에 적합하며, 장기간 방치 시에는 부식 우려가 있어 권장되지 않는다.

검사대상기기 관리자가 퇴직한 경우, 퇴직 신고서에 자격증수첩과 관리하던 검사대상기기의 검사증을 첨부하여 한국에너지공단 이사장에게 제출하여야 한다.

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기의 검사유효기간은 검사의 종류보다 대상기기에 따라 갈리며, 보일러를 대상으로 하는 검사는 1년, 압력용기와 철금속가열로를 대상으로 하는 검사는 2년으로 정해져 있다.

따라서 압력용기·철금속가열로의 설치검사와 재사용검사, 철금속가열로의 운전성능검사는 모두 유효기간이 2년으로 같지만, 보일러의 설치장소 변경검사만 1년이어서 나머지와 다르다.

다만 보일러 설치검사 중 운전성능 부문은 3년 1개월로 따로 규정되어 있다는 점도 함께 알아두면 좋다.

진공환수식 증기난방은 응축수를 진공펌프로 강제 흡인하여 회수하는 방식으로, 환수관 내부를 부압 상태로 유지해 응축수 회수를 원활하게 한다.

이때 환수관 내의 진공도는 일반적으로 100~250 mmHg 범위로 유지하는 것이 표준적이며, 이 범위를 벗어나면 응축수 회수 효율이 떨어지거나 진공펌프에 과부하가 걸릴 수 있다.

50~75 mmHg나 70~125 mmHg는 진공도가 지나치게 낮아 환수 구동력이 부족하고, 250~350 mmHg는 지나치게 높은 진공을 요구해 실제 설비 운전 범위를 벗어난다.

에너지이용 합리화법상 효율관리기자재를 제조하거나 수입하여 국내에 유통시키는 자는 해당 기자재에 에너지소비효율, 에너지소비효율등급 등을 표시하여야 한다.

이는 소비자가 구매 시점에 에너지 성능을 비교할 수 있도록 하기 위한 규정으로, 표시 의무는 유통 이전 단계인 제조업자와 수입업자에게 부과된다.

시공업자나 판매업자는 해당 기자재를 설치하거나 판매하는 주체일 뿐 표시 의무의 대상이 아니다.

보일러 관석(스케일)은 급수 중에 녹아 있던 경도 성분이 가열되면서 용해도가 낮아져 관 벽에 석출되는 것으로, 대표적으로 탄산칼슘, 황산칼슘, 규산칼슘 등 칼슘계 난용성 화합물이 주성분이다.

이들 화합물은 온도가 높아질수록 용해도가 오히려 감소하는 역용해도 특성을 가져 전열면에 단단하게 부착된다.

반면 염화칼슘(CaCl₂)은 온도가 높아져도 물에 대한 용해도가 매우 커서 석출되지 않으므로 관석의 성분에 해당하지 않는다.

에너지이용 합리화법에 따라 일정 규모 이상의 에너지를 사용하거나 공급하는 시설을 설치하려는 사업주관자는 사전에 에너지사용계획을 수립하여 제출하여야 하며, 그 규모 기준은 공공사업주관자와 민간사업주관자로 나누어 정해져 있다.

민간사업주관자의 경우 연간 5천 티오이(TOE) 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설을 설치하려는 때가 제출 대상에 해당한다.

나머지 선택지는 전력 사용량을 기준으로 하거나, 연료·열·전기를 '생산(공급)'하는 시설을 기준으로 제시한 것으로, 민간사업주관자의 연료·열 사용 기준과는 적용 대상과 수치가 모두 달라 답이 될 수 없다.