일산화탄소(CO)는 연소 시(CO + 1/2 O2 → CO2) 몰당 발열량이 약 283kJ/mol에 불과한 데 비해 분자량은 28로 비교적 크므로, 단위 질량(kg)당 저위발열량으로 환산하면 약 10MJ/kg 안팎으로 낮다.

반면 수소는 가벼운 분자량(2)에 비해 반응열이 커 100MJ/kg 이상이며, 메탄과 에탄도 완전연소 시 40~50MJ/kg 수준을 가지므로, 제시된 가스 중 일산화탄소의 질량당 저위발열량이 가장 낮다.

산포식, 쇄상식, 계단식은 모두 저질탄·조분탄과 같은 고체연료를 화격자(스토커) 위에서 연소시키는 방식으로, 저품위 고체연료 연소에 널리 사용된다.

분무식은 액체연료를 미립화하여 분사·연소시키는 방식이므로 고체연료인 저질탄·조분탄의 연소방식에는 해당하지 않는다.

배기가스 중 질소(N2)는 전량 공급공기에서 유래하므로, N2 비율로부터 공급공기량과 소비산소량을 역산할 수 있다. 배기가스 100몰 기준으로 공급공기 ≈ 84.92/0.79 ≈ 107.5몰, 공급산소 ≈ 22.57몰, 소비산소 ≈ 22.57-3.76 ≈ 18.81몰이 된다.

프로판을 a몰, 부탄을 b몰이라 하면 반응식(C3H8+5O2→3CO2+4H2O, C4H10+6.5O2→4CO2+5H2O)으로부터 탄산가스 수지는 3a+4b=11.32, 산소 수지는 5a+6.5b=18.81이 된다. 두 식을 연립하면 a ≈ 3.35, b ≈ 0.32로 부피비는 약 10.5 : 1로 산출된다.

따라서 제시된 값 중 LPG 중 프로판의 부피는 부탄의 약 11배에 해당한다.

폭굉(detonation)은 화염면이 충격파와 결합되어 매우 빠르게 전파되는 현상으로, 반응의 전파속도가 그 물질 내 음속보다 빨라 초음속으로 진행되는 것이 특징이다.

이는 물질 내부에 발생한 충격파에 의해 유지되는 화학반응 현상이며, 확산이나 열전도와 같은 완만한 물질·열 전달 메커니즘이 주로 지배하는 현상이 아니다. 확산·열전도가 지배적인 것은 오히려 정상연소(디플러그레이션)에 가깝다.

자연통풍력은 연돌 내 고온 배기가스와 외부 공기 사이의 밀도(비중량) 차이에 의해 발생하므로, 연돌을 높이거나 배기가스 온도를 높여 밀도를 낮추고 연도 길이를 짧게 하여 마찰손실을 줄이면 통풍력이 증가한다.

반대로 배기가스의 비중량을 크게 하면 외부 공기와의 밀도차가 줄어들어 오히려 자연통풍력이 감소하므로, 이는 통풍력 증가 방법이 아니다.

불완전연소가 없는(CO=0%) 경우 최대탄산가스율은 $[\mathrm{CO_2}]_{max} = \dfrac{21 \times \mathrm{CO_2}}{21-\mathrm{O_2}}$ 로 구한다.

값을 대입하면 $[\mathrm{CO_2}]_{max} = \dfrac{21 \times 14.2}{21-4.5} = \dfrac{298.2}{16.5} \approx 18\%$가 된다.

회전식(로터리컵) 버너는 원심력을 이용해 연료를 미립화하는 방식으로, 유량조절범위가 1:5 정도로 넓고 자동제어에 유리한 구조를 가진다.

다만 회전식 버너의 분무각은 원심 분무 특성상 40~80° 정도로 비교적 넓게 형성되므로, 분무각이 10~40° 정도라는 설명은 실제 특성과 맞지 않는다.

고체연료의 공업분석에서는 시료를 수분, 회분, 휘발분, 고정탄소의 네 성분으로 구분하며, 수분·회분·휘발분은 각각 정해진 시험법으로 측정한다.

고정탄소는 전체(100%)에서 이 세 성분을 뺀 나머지로 산출하므로, 고정탄소(%) = 100 - [수분(%)+회분(%)+휘발분(%)]로 계산한다.

액체연료는 연소온도가 높아 국부과열을 일으키기 쉽고, 화재·역화의 위험이 크며, 분무·연소 시 소음이 발생하는 특성을 가진다.

반면 액체연료는 성분과 발열량이 비교적 균일하여 고체연료에 비해 품질 편차가 작은 것이 일반적인 특징이므로, "품질이 일정하지 않다"는 설명은 액체연료의 일반적 특징과 맞지 않는다.

황의 연소반응은 $\mathrm{S} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{SO_2}$로, S 1kmol당 O2 1kmol이 필요하다.

황 2kg은 $\dfrac{2}{32}=0.0625\ \mathrm{kmol}$이므로 필요한 산소량도 0.0625kmol이며, 표준상태 부피로 환산하면 $0.0625\times22.4 \approx 1.40\ \mathrm{Nm^3}$가 된다.

수소의 완전연소 반응식은 $2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}$이다.

이 반응식의 계수비를 그대로 읽으면 수소 : 산소 : 물의 몰비는 2 : 1 : 2가 된다.

폐열회수를 검토할 때는 회수 가능한 폐열의 양과 질, 회수의 경제적 타당성, 구체적인 회수 방법과 이용 방안 등을 종합적으로 검토하는 것이 일반적이다.

폐열회수의 목적은 버려지는 열을 효과적으로 회수·재이용하여 손실을 줄이는 데 있으므로, "폐열을 증가시키는 방법"을 검토하는 것은 폐열회수 검토사항에 해당하지 않는다.

공기비는 $m=\dfrac{[\mathrm{CO_2}]_{max}}{\mathrm{CO_2}}=\dfrac{15.5}{13.4}\approx1.157$이며, 실제공기량은 $A=m \cdot A_o = 1.157\times12.5\approx14.46\ \mathrm{Nm^3/kg}$이다.

연료 소비량은 $55\ \mathrm{L/h}\times0.93\ \mathrm{kg/L}=51.15\ \mathrm{kg/h}\div60=0.8525\ \mathrm{kg/min}$이므로, 필요 공기량은 $14.46\times0.8525\approx12.33\ \mathrm{Nm^3/min}$이 된다.

탄소의 연소반응 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$에서 1kg의 탄소(12kg/kmol)는 $\dfrac{1}{12}=0.0833\ \mathrm{kmol}$의 산소를 필요로 한다.

이론산소량은 $0.0833\times22.4\approx1.867\ \mathrm{Nm^3}$이고, 공기 중 산소 비율(21%)로 나누면 이론공기량은 $\dfrac{1.867}{0.21}\approx8.89\ \mathrm{Nm^3}$이 된다.

착화온도가 낮을수록, 비등점이 낮을수록, 인화점이 낮을수록 가연성 물질의 위험성은 커지며, 이러한 성질들은 대체로 서로 연관되어 위험성 판단 지표로 사용된다.

다만 물과 잘 섞이는 가연성 액체를 물과 혼합하면 가연성분의 농도가 희석되어 증기압이 오히려 낮아지고 인화점은 높아지는 것이 일반적이므로, "혼합에 의해 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다"는 설명은 옳지 않다.

탄화수소의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_mH_n} + \left(m + \dfrac{n}{4}\right)\mathrm{O_2} \rightarrow m\mathrm{CO_2} + \dfrac{n}{2}\mathrm{H_2O}$ 라는 일반식으로 정리된다. 탄소 수가 그대로 CO₂ 계수가 되고 수소 수의 절반이 H₂O 계수가 되며, 산소 계수는 그 둘을 만족하도록 결정된다.

부탄에 적용하면 산소 계수는 $4 + \dfrac{10}{4} = 6.5$ 이므로 $\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}$ 가 옳다. 산소 계수를 9로 쓴 식은 좌변 산소 원자가 18개인데 우변은 8+5=13개로 원자수가 맞지 않아 성립할 수 없다.

나머지 식은 모두 일반식과 일치한다. 메탄은 $1 + \dfrac{4}{4} = 2$, 에탄은 $2 + \dfrac{6}{4} = 3.5$, 프로판은 $3 + \dfrac{8}{4} = 5$ 로 각각의 산소 계수와 같다.

매연은 연료가 산소 부족이나 낮은 연소온도 등으로 불완전연소할 때 발생하며, 통풍력 부족, 과다한 연료 투입, 공기와 연료의 혼합 불량 등이 대표적인 원인이다.

반대로 연소실 온도가 높으면 연료의 완전연소가 촉진되어 매연 발생이 오히려 줄어들므로, 이는 매연 발생 원인에 해당하지 않는다.

중유의 탄수소비(C/H)는 연료 중 탄소와 수소의 질량비를 나타내며, 수소는 탄소보다 단위질량당 발열량이 훨씬 크다.

따라서 탄수소비가 커질수록 상대적으로 수소 함량이 줄어들게 되어, 연료의 발열량은 감소하는 경향을 보인다.

기체연료를 저장하는 가스홀더는 물을 이용해 밀봉하는 유수식, 물을 사용하지 않는 무수식, 높은 압력으로 압축 저장하는 고압식으로 구분하는 것이 일반적이다.

"가열식"은 기체연료 저장방식의 표준 분류에 속하지 않으므로, 제시된 저장방식 중 해당하지 않는 것이다.

메탄 10Nm³/h가 완전연소($\mathrm{CH_4}+2\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}$)하면 CO2가 10Nm³/h 발생하는데, 건조 배기가스 중 CO2 농도가 10%이므로 전체 건조 배기가스량은 $V=\dfrac{10}{0.10}=100\ \mathrm{Nm^3/h}$이다.

O2(5%)는 5Nm³/h, 나머지는 공기 유래 질소로 $\mathrm{N_2}=100-10-5=85\ \mathrm{Nm^3/h}$이며, 이로부터 역산한 공급공기 중 산소량은 $0.21\times\dfrac{85}{0.79}\approx22.59\ \mathrm{Nm^3/h}$이다.

완전연소에 필요한 총 산소량(이론산소 20 + 과잉산소 5 = 25Nm³/h)에서 공기 유래 산소량을 빼면, 추가로 공급된 순산소 유량은 $25-22.59\approx2.4\ \mathrm{Nm^3/h}$가 된다.

노즐에서 임계상태란 분출속도가 그 상태의 음속과 같아져 유량이 최대가 되는 상태를 말한다. 이때 속도는 $V_c = \sqrt{k P_c v_c}$ 로 주어진다.

연속방정식 $G_c = \dfrac{A_c V_c}{v_c}$ 에 이를 대입하면
$G_c = \dfrac{A_c}{v_c}\sqrt{k P_c v_c} = A_c\sqrt{\dfrac{k P_c}{v_c}}$

이를 단면적에 대해 정리하면 $A_c = G_c\sqrt{\dfrac{v_c}{k P_c}}$ 를 얻는다. 근호 안 분자에 비체적 v_c, 분모에 비열비와 임계압력의 곱 kP_c가 오는 형태이며, 앞에 2를 곱하거나 근호 안에 2를 넣은 형태는 위 유도 어디에서도 나오지 않는 계수다.

피스톤이 초기체적 V_i에서 최종체적 V_f까지 팽창하며 외부에 하는 일은 P-V 선도에서 과정곡선 아래의 면적(∫PdV)으로 나타난다.

정압과정은 팽창이 진행되는 동안 압력이 초기값 그대로 유지되므로, 팽창하면서 압력이 계속 낮아지는 등온·단열·폴리트로픽(n＞0) 과정보다 항상 더 높은 압력에서 부피 변화가 일어나 곡선 아래 면적이 가장 크다.

폴리트로픽 지수 n이 커질수록 팽창 중 압력이 더 빠르게 떨어져 일이 줄어드는데, 정압과정은 n=0에 해당해 지수가 가장 작다. 등온(n=1), 단열(n=비열비), 문제의 폴리트로픽(n＞0)은 모두 지수가 0보다 커서 팽창 중 압력이 낮아지므로, 압력을 일정하게 유지하는 정압과정이 외부로 가장 많은 일을 한다.

20℃ 물을 100℃까지 데우는 현열과, 100℃에서 수증기로 바뀌는 잠열을 각각 구해 더한다.

$Q_{sensible} = m c \Delta T = 10 \times 4.2 \times (100-20) = 3360\ \mathrm{kJ}$

$Q_{latent} = m r = 10 \times 2257 = 22570\ \mathrm{kJ}$

따라서 총 필요 열량은 $Q = 3360 + 22570 \approx 25930\ \mathrm{kJ}$이다.

포화액-포화증기 혼합물의 건도가 변할 때 엔트로피 증가량은 잠열, 절대온도, 건도차를 이용해 $\Delta S = \dfrac{m\, r\, \Delta x}{T}$로 구한다.

절대온도는 $T = 30 + 273 = 303\ \mathrm{K}$, 건도차는 $\Delta x = 0.7-0.2 = 0.5$이므로, $\Delta S = \dfrac{4 \times 173 \times 0.5}{303} \approx 1.14\ \mathrm{kJ/K}$가 된다.

과열기는 보일러에서 나온 포화증기를 추가로 가열해 과열증기로 만드는 장치로, 터빈에 공급되는 증기의 평균 온도를 높여 열효율을 향상시키고, 터빈 출구에서의 습분을 줄여 건도를 높이는 효과가 있다.

반면 급수펌프가 하는 일은 응축기 출구(포화액) 압력을 보일러 압력까지 끌어올리는 과정에서 결정되며, 이는 증기를 얼마나 과열시키는지와는 무관하다. 따라서 과열기 설치로 펌프일이 증가한다는 설명은 옳지 않다.

그림은 T-s 선도로, 상단의 ⓐ에서 규정 압력까지 팽창한 결과가 습증기 영역의 수평한 등압선(=등온선) 위의 네 점 ⓑ·ⓒ·ⓓ·ⓔ로 표시돼 있다. ⓐ에서 아래로 내려그은 점선(수직선)이 엔트로피가 변하지 않는 등엔트로피(가역 단열) 팽창이며, 이때의 엔탈피 강하가 이론상 최대다.

실제 터빈은 마찰·와류 등 비가역 손실로 엔트로피가 증가해 출구점이 점선보다 오른쪽으로 밀린다. 터빈 효율은 (실제 엔탈피 강하) ÷ (등엔트로피 엔탈피 강하)이므로, 출구점이 점선에 가까울수록(엔트로피 증가가 작을수록) 효율이 높다.

선도에서 점선 바로 오른쪽에 붙어 있는 점, 즉 네 점 중 엔트로피가 가장 작은 왼쪽 끝 상태 ⓑ가 이상 팽창에 가장 근접한 출구 상태다. 오른쪽으로 갈수록 엔트로피 증가량이 커져 손실이 크고 효율은 낮아진다.

몰리에르 선도는 세로축이 엔탈피(h), 가로축이 엔트로피(s)인 h-s 선도다. 그림의 화살표도 위쪽이 엔탈피, 오른쪽이 엔트로피 방향으로 그려져 있다.

가역 단열과정은 열 출입이 없고(δq=0) 비가역 손실도 없으므로 ds = δq/T = 0, 곧 등엔트로피 과정이다. 엔트로피가 일정하다는 것은 가로축 좌표가 변하지 않는다는 뜻이므로 선도에서는 가로축에 수직인 수직선으로 나타난다.

이 수직선은 세로축인 엔탈피축과 나란하므로 엔탈피축에 평행한 직선이 된다. 참고로 실제(비가역) 단열팽창은 엔트로피가 증가하므로 오른쪽 아래로 기울어진 선이 되고, 엔트로피축에 평행한 선은 엔탈피가 일정한 과정(교축 등)을 뜻한다.

엔탈피의 정의 $H = U + PV$로부터 압력이 일정한 정압과정에서는 $\delta Q = dH$가 성립한다. 즉 압력이 일정하게 유지되는 동안 계에 전달된 열량은 그대로 엔탈피의 변화량과 같다.

내부에너지 변화는 정적과정의 열량과 대응하고, 엔트로피나 절대일은 정압과정에서 열량과 값이 같아지는 상태량이 아니므로 답이 될 수 없다.

노점온도는 습공기를 압력과 수증기 분압을 일정하게 유지한 채 냉각시켰을 때 수증기가 응축(포화)되기 시작하는 온도로, 그 혼합물 속 수증기 분압에 해당하는 포화온도와 같다.

가열해서 증기가 사라지는 온도나 과열·과냉 상태를 나타내는 온도가 아니라, 수증기 분압에 대응하는 포화온도라는 정의가 옳은 설명이다.

섭씨온도와 절대온도(켈빈) 사이에는 $T(\mathrm{K}) = t(^\circ\mathrm{C}) + 273.15$의 관계가 성립하므로, 0℃는 절대온도 273.15 K, 10℃는 283.15 K에 해당한다.

즉 온도가 0℃에서 10℃로 변할 때 절대온도는 273.15 K에서 283.15 K로 변하는 것이지, 0 K에서 283.15 K로 변한다는 설명은 틀렸다. 열역학 제0법칙이 온도측정의 근거라는 점, 섭씨온도가 물의 어는점·끓는점을 기준으로 한다는 점, SI 단위계에서 켈빈을 쓴다는 점은 모두 옳은 설명이다.

물의 임계점(임계압력·임계온도)에서는 포화액과 포화증기의 상태가 서로 구별되지 않고 하나로 합쳐지므로, 액체에서 기체로 상변화할 때 흡수하는 증발잠열은 0이 된다.

333이나 2260 kJ/kg에 가까운 값은 각각 융해잠열, 대기압 부근에서의 증발잠열에 해당하는 값으로 임계압력에서의 잠열과는 다르다.

폴리트로픽 과정 Pvⁿ=일정에 열역학 제1법칙 δq = du + P dv를 적용한다. 이상기체 상태식 Pv=RT를 미분하면 P dv + v dP = R dT 이다.

Pvⁿ=일정을 미분하면 dP/P + n(dv/v)=0, 즉 v dP = −n P dv가 된다. 이를 위 식에 대입하면 P dv − n P dv = R dT, 곧 P dv = RdT/(1−n) 이다.

따라서 구하는 관계식은 $\delta q = du + \dfrac{R\,dT}{1-n}$ 이다. 분자에 n이 곱해지거나 (1−n)이 분자로 올라간 형태는 위 유도와 맞지 않는다.

압축기 입구(증발기 출구) 엔탈피 379.11 kJ/kg, 이론 압축 후 엔탈피 424.77 kJ/kg이므로 이론 압축일은 $w_{th} = 424.77 - 379.11 = 45.66\ \mathrm{kJ/kg}$이고, 압축효율 80%를 적용한 실제 압축일은 $w = \dfrac{45.66}{0.8} \approx 57.08\ \mathrm{kJ/kg}$이다.

소요 동력 4.14 kW를 실제 압축일로 나누면 냉매 순환량은 $\dot m = \dfrac{4.14}{57.08} \approx 0.0725\ \mathrm{kg/s}$이다.

냉동효과는 증발기 출구와 팽창밸브 출구의 엔탈피 차인 $q_e = 379.11-241.46 = 137.65\ \mathrm{kJ/kg}$이므로, 냉동용량은 $\dot Q_e = \dot m \times q_e \approx 0.0725 \times 137.65 \approx 9.98\ \mathrm{kW}$가 된다.

용량성(시량성) 상태량은 물질의 양에 비례하는 상태량으로, 엔트로피 S, 엔탈피 H, 체적 V는 모두 계의 질량이 커지면 함께 커지는 용량성 상태량이다.

반면 압력 P는 계의 크기나 물질의 양과 무관하게 정해지는 강도성(시강성) 상태량이므로 용량성 상태량이 아니다.

디젤사이클의 효율은 압축비 ε과 차단비(체절비) σ에 대해 $\eta = 1 - \dfrac{1}{\varepsilon^{\,k-1}}\cdot\dfrac{\sigma^{k}-1}{k(\sigma-1)}$로 나타나며, 압축비가 클수록, 차단비가 작을수록 효율이 높아진다.

k=1.4를 적용해 네 조합의 효율을 계산하면 압축비 11·차단비 2일 때 약 55.1%, 압축비 11·차단비 3일 때 약 49.9%, 압축비 13·차단비 2일 때 약 58.0%, 압축비 13·차단비 3일 때 약 53.2%가 된다.

따라서 압축비가 가장 크면서(13) 차단비가 가장 작은(2) 조합의 효율이 가장 높다.

에릭슨 사이클은 2개의 등온과정과 2개의 정압과정으로 구성되는 재생 사이클로, 스털링 사이클(2개의 등온+2개의 정적)과 대비되는 대표적인 사이클이다. 등온과정을 단열과정으로 서술한 것은 잘못되었다.

스털링 사이클이 등온·정적 과정으로, 아트킨슨 사이클이 단열·정적·정압 과정의 조합으로, 르누아 사이클이 정적 급열·정압 방열로 구성된다는 나머지 설명은 모두 옳다.

엔탈피의 정의 $h = u + Pv$를 비체적에 대해 정리하면 $v = \dfrac{h-u}{P}$이다.

주어진 값을 대입하면 $v = \dfrac{3230-2926}{3000} = \dfrac{304}{3000} \approx 0.101\ \mathrm{m^3/kg}$이 된다.

이상기체 상태방정식으로부터 공기의 밀도를 구하면 $\rho = \dfrac{P}{RT} = \dfrac{110{,}000}{287 \times 293} \approx 1.31\ \mathrm{kg/m^3}$이다.

원통형 용기의 부피는 $V = \pi r^2 h = \pi \times 0.2^2 \times 0.4 \approx 0.0503\ \mathrm{m^3}$이므로 공기의 질량은 $m = \rho V \approx 1.31 \times 0.0503 \approx 0.0658\ \mathrm{kg}$이다.

무게는 중력가속도를 곱해 $W = mg \approx 0.0658 \times 9.81 \approx 0.64\ \mathrm{N}$이 된다.

냉동효과가 200 kJ/kg이므로 4 kW의 열량을 제거하는 데 필요한 냉매 순환량은 $\dot m = \dfrac{Q}{q_e} = \dfrac{4}{200} = 0.02\ \mathrm{kg/s}$이다.

이를 분당 단위로 환산하면 $0.02 \times 60 = 1.2\ \mathrm{kg/min}$이 된다.

냉매는 같은 냉동능력을 얻는 데 필요한 순환량을 줄이기 위해 증발잠열이 커야 유리하다. 잠열이 작으면 그만큼 많은 냉매를 순환시켜야 하므로 압축기 부담이 커진다.

화학적으로 안정적이고, 임계온도가 높으며, 증발온도에서의 압력이 대기압보다 높아 외부 공기 침입을 막을 수 있어야 한다는 나머지 조건들은 모두 냉매가 갖추어야 할 바람직한 요건이다. 따라서 잠열이 작아야 한다는 서술이 요건과 거리가 멀다.

용적식 유량계는 일정한 체적의 챔버에 유체를 채웠다가 배출하는 것을 반복하며 그 횟수를 적산해 유량을 구하는 방식으로, 계량 정확도가 높아 적산유량 측정에 특히 적합하다.

또한 점도가 높은 유체에도 사용할 수 있고, 흐름을 직접 계량하므로 전후 직관부가 크게 필요하지 않으며, 기계적 계량 특성상 맥동의 영향도 상대적으로 적다.

1차 지연요소의 시정수 T는 출력이 최종값의 약 63.2%에 도달하는 데 걸리는 시간을 나타낸다. T가 클수록 이 도달 시간이 길어지므로, 계의 응답속도는 그만큼 느려진다.

액주식 압력계용 액체는 온도 변화에 따른 부피 변화가 곧 측정오차로 이어지므로 열팽창계수가 작아야 정확한 측정이 가능하다. 열팽창계수가 크다는 것은 오히려 바람직하지 않은 성질이다.

모세관 현상이 작고, 점성이 작아 응답이 빠르며, 일정한 화학성분을 유지해 변질이 없어야 한다는 나머지 조건들은 모두 액주식 압력계용 액체가 갖추어야 할 요건에 해당한다.

차압식 유량계는 조리개 전후의 압력차 ΔP와 유량 Q 사이에 $Q \propto \sqrt{\Delta P}$의 관계가 성립한다.

압력차가 $P_1$에서 $P_2 = 2P_1$로 2배가 되면, 유량은 $Q_2 = Q_1\sqrt{\dfrac{P_2}{P_1}} = \sqrt{2}\,Q_1$로 변한다.

1000℃ 이상의 고온체는 접촉식 온도계(저항 온도계, 바이메탈식, 액체압력식 등)로는 재료의 내열 한계 때문에 측정이 어렵거나 수명이 짧아진다.

비접촉식으로 물체가 방사하는 열복사 에너지를 검출하는 방사 온도계는 접촉 없이 고온·이동물체를 연속적으로 측정할 수 있어 이러한 고온 영역의 연속 측정에 가장 적합하다.

가스분석계는 측정 대상 성분 외에도 다른 가스 성분이 섞인 실제 시료를 다루므로, 목적 성분만을 골라 검출하는 선택성에 대한 고려가 반드시 필요하다. 선택성을 고려하지 않으면 다른 성분의 간섭으로 측정오차가 발생한다.

적정한 시료가스 채취장치가 필요하다는 점, 온도·압력 변화가 오차 요인이 된다는 점, 표준시료 가스로 계기를 교정한다는 점은 모두 가스분석계의 일반적인 특징으로 옳은 설명이다.

습도계에는 모발의 신축을 이용하는 모발 습도계, 이슬점을 직접 검출하는 듀셀 노점계, 습도에 따른 저항 변화를 이용하는 전기저항식 습도계 등이 대표적으로 쓰인다.

초음파를 이용한 방식은 유량이나 액면, 두께 측정 등에 주로 활용되는 원리로, 습도계의 대표적인 종류로 분류되지 않는다.

온·오프(ON-OFF) 동작은 편차가 양(+)이면 조작신호가 최대, 편차가 음(-)이면 조작신호가 최소가 되는 불연속 제어동작이다. 편차의 크기와 무관하게 부호만으로 조작량이 결정되는 것이 특징이다.

다위치동작은 편차 구간에 따라 여러 단계로 나뉘고, 적분동작과 비례동작은 편차의 크기와 시간에 따라 연속적으로 조작량이 변하므로 이 설명에 해당하지 않는다.

유리관식 액면계는 탱크와 연통시킨 유리관에 나타나는 액면을 직접 눈으로 읽는 방식으로, 경유와 같은 유류 저장탱크의 액면을 측정하는 데 사용할 수 있다. 부자식 액면계는 액면에 뜬 부자의 위치로 액면을 검출하므로, 액면이 심하게 요동치는 곳에서는 지시가 불안정해져 사용이 곤란하다.

편위식 액면계는 액체 속 부력체에 작용하는 부력 변화를 이용하는 방식으로, 아르키메데스의 원리를 이용한 액면계가 맞다.

반면 차압식 방식은 액주(수두) 차에 의한 압력차로 액면을 간접적으로 검출하는 방식으로, 액의 밀도 변화나 배관 조건에 따라 보정이 필요해 정밀도가 가장 뛰어나거나 액면제어용으로 가장 많이 쓰인다고 단정할 수 없다. 따라서 이 설명이 틀린 내용이다.

물 20 L는 밀도 1 kg/L를 적용하면 질량 20 kg에 해당하며, 필요한 열량은 $Q = mc\Delta T$로 구한다.

$Q = 20 \times 4.186 \times (80-15) \approx 5442\ \mathrm{kJ}$로, 약 5400 kJ에 해당한다.

피토관은 유동의 정체압(전압)과 정압의 차이로부터 유속을 구하는 계기이므로, 관 앞부분(피토관 머리)을 유체의 흐름 방향과 정면으로 마주보도록 삽입해야 정확한 정체압을 측정할 수 있다. 흐름 방향에 수직으로 부착한다는 설명은 틀렸다.

유속이 낮은 유체(5 m/s 이하)에서는 압력차가 너무 작아 측정이 어렵고, 먼지·부유물이 많으면 관이 막히기 쉬워 부적당하며, 흐름 속에 삽입되므로 충분한 강도를 갖춰야 한다는 나머지 설명은 모두 옳다.

압력식 온도계는 밀폐된 감온부 내 물질의 열팽창이나 증기압, 기체압력 변화를 이용해 온도를 측정하는 방식으로, 액체팽창식·증기압식·가스압력식이 여기에 속한다.

열전(열전대) 온도계는 서로 다른 두 금속의 접점에서 발생하는 기전력을 이용하는 전기식 온도계로, 압력을 이용하는 방식이 아니다.

방사고온계는 물체와 접촉하지 않고 방사에너지를 측정하므로 고온체나 움직이는 물체의 온도도 쉽게 측정할 수 있고, 응답 지연이 작으며, 발신기를 통해 연속적으로 기록할 수 있는 장점이 있다.

다만 측정 대상의 방사율이 재질·표면상태에 따라 달라지므로 이를 보정해 주어야 하는데, 이 보정량은 오히려 크게 작용해 오차 요인이 되는 편에 속한다. 따라서 방사율에 의한 보정량이 작다는 설명은 장점으로 볼 수 없다.

기체 크로마토그래피는 캐리어 기체(수소, 질소, 헬륨 등)에 실은 시료가 충전재(활성탄, 알루미나, 실리카겔 등)를 통과하며 성분별 확산·흡착 속도 차이로 분리되는 원리를 이용하는 물리적 가스분석기이다.

다만 시료 주입 후 컬럼을 통과해 각 성분이 순차적으로 분리·검출되기까지 시간이 걸리므로, 시료를 연속적으로 흘려보내며 실시간 측정하는 적외선(비분산형) 가스분석기에 비해 응답속도가 오히려 느리다. 따라서 응답속도가 빠르다는 설명은 틀렸다.

다이어프램(격막) 압력계는 고무나 스테인리스 등의 얇은 탄성 박판이 압력을 받아 변형되는 정도로 압력을 지시하는 방식으로, 대기압과의 차이가 작은 미소압력 측정에 사용된다.

격막이 측정유체와 압력전달부를 분리해 주기 때문에 점도가 높거나 먼지·이물질이 섞인 액체, 부식성 유체에도 오히려 잘 적용되므로, 점도가 높은 액체에 부적합하다는 설명이 틀렸다.

열전대는 서로 다른 두 종류의 금속(또는 합금) 선을 접합하여 양쪽 접점(측온접점과 기준접점)에 온도차를 주면 열기전력(전위 차)이 발생하는 제베크 효과를 이용한 온도계이다.

이 기전력의 크기가 온도차에 대응하므로 이를 측정해 온도를 환산한다. 열팽창률 차나 전기저항 차, 압력 차를 이용하는 방식은 각각 바이메탈식, 저항 온도계, 압력식 온도계에 해당한다.

액주식 압력계는 액체 기둥의 높이차로 압력을 측정하는 방식으로, U자관형, 경사관식, 단관형(저수조식) 등이 이에 속한다.

벨로즈식은 주름진 금속관이 압력에 따라 신축하는 탄성식 압력계로, 액체 기둥을 이용하지 않으므로 액주식 압력계의 종류에 해당하지 않는다.

주변 온도, 기압 등 예측할 수 없는 요인들이 불규칙하게 작용해 발생하며, 측정을 여러 번 반복하면 양(+)과 음(-) 방향의 편차가 서로 상쇄되어 그 합이 0에 가까워지는 오차는 우연오차이다.

개인오차나 계통오차는 일정한 경향성을 가지고 반복적으로 나타나는 오차이고, 과오오차는 측정자의 실수에 의한 오차이므로, 반복 측정으로 상쇄되는 이 설명과는 성격이 다르다.

차압식 유량계는 유체가 조리개(교축기구)를 통과할 때 발생하는 압력차를 이용해 유량을 구하는 방식으로, 벤투리관, 오리피스, 플로우노즐이 대표적이다.

터빈유량계는 유체의 흐름으로 임펠러(터빈 로터)를 회전시켜 그 회전수로 유량을 구하는 속도식 유량계로, 차압식 유량계에는 속하지 않는다.

정치제어는 목표값이 시간에 관계없이 항상 일정하게 유지되도록 하는 제어방식으로, 송풍량·유량·압력 등을 일정한 값으로 계속 유지해야 하는 경우에 적용된다.

프로그램제어는 목표값이 미리 정해진 시간적 계획에 따라 변화하는 경우, 추종제어는 임의로 변화하는 대상을 추종하는 경우, 비율제어는 목표값이 다른 양과 일정한 비율 관계를 가지고 변화하는 경우에 적용되는 방식이므로 송풍량을 일정하게 유지하려는 목적에는 맞지 않는다.

에너지사용자와 정부 간 자발적 협약(VA)의 이행 평가는 협약에서 정한 계획 대비 달성률 및 투자실적, 에너지절감량 또는 온실가스배출 감축량, 자원 및 에너지의 재활용 노력 등 실제 이행 성과를 기준으로 이루어진다.

에너지이용 합리화 자금의 활용실적은 협약 이행을 지원하기 위한 자금 지원 수단에 관한 사항일 뿐, 협약 이행 성과를 평가하는 기준 항목에는 해당하지 않는다.

열의 전달(전열) 방식은 전도, 대류, 복사 세 가지로 구분되며, 소성가마 내부에서도 이 세 가지 방식이 함께 작용하여 소성물을 가열한다.

전이는 상(phase)이 바뀌는 현상 등을 가리키는 용어로 열전달의 한 형태가 아니므로, 전열방법으로 볼 수 없다.

도염식 가마(down draft kiln)는 연소실에서 발생한 불꽃이 위로 올라가 가마 천장(아치)에 부딪힌 뒤, 아래로 꺾여 내려와 가마 바닥에 설치된 흡입구멍(연도)을 통해 빠져나가는 구조이다.

이 때문에 불꽃이 가마 내부를 위에서 아래로 골고루 순환하면서 소성물을 균일하게 가열할 수 있어, 불꽃이 처음부터 수평으로 흐르거나 일정한 방향성 없이 흐르는 다른 형식과 구별된다.

에너지이용 합리화법령은 에너지 수급 차질에 대비해 산업통상자원부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 있는 대상자를 규모 기준으로 정하고 있다. 지문의 괄호에 들어갈 수치는 2만이다.

즉 연간 2만 석유환산톤(TOE) 이상의 에너지를 사용하는 자가 저장의무 부과 대상이며, 이 밖에 전기사업자, 도시가스사업자, 석탄가공업자, 집단에너지사업자 등도 대상에 포함된다.

비슷한 수치와 혼동하기 쉬운데, 연간 2천 TOE 이상은 에너지사용량 신고 대상인 에너지다소비사업자 기준이다. 저장의무 기준과는 한 자릿수 차이가 나므로 구분해서 외워야 한다.

소형 온수보일러는 전열면적 14㎡ 이하이고 최고사용압력 0.35㎫ 이하인 것을 말하는데, 가스를 사용하는 경우 가스사용량이 17㎏/h를 초과하면 검사대상기기에 해당한다. 가스사용량 20㎏/h는 이 기준을 초과하므로 검사대상기기가 된다.

철금속가열로는 정격용량이 0.58㎿를 초과하는 것만 검사대상이므로 0.5㎿은 해당하지 않는다. 또한 강철제 보일러는 최고사용압력 0.1㎫ 이하이면서 전열면적 5㎡ 이하인 것, 또는 최고사용압력 0.1㎫ 이하이면서 동체 안지름 300㎜ 이하·길이 600㎜ 이하인 것이 검사대상에서 제외되므로 나머지 보기의 보일러들도 검사대상기기가 아니다.

샤모트는 이미 한 번 소성되어 수축이 끝난 골재 성분이므로 그 자체만으로는 성형성(가소성)이 부족하다. 여기에 가소성이 있는 생점토를 배합하면 반죽의 점결력이 높아져 성형이 쉬워지고, 소성 시 입자 간 결합도 좋아져 소결성이 향상된다.

치수 안정이나 건조·소성 수축 방지는 오히려 샤모트를 배합하는 목적에 해당하므로, 생점토를 추가하는 이유로는 적절하지 않다.

버스팅(bursting)은 크롬벽돌이나 크롬-마그벽돌이 고온에서 노 내 분위기 중의 산화철을 흡수하여 결정 구조가 변화하면서 체적이 팽창하고, 그 결과 표면이 부풀어 오르다가 박리·탈락되는 현상을 말한다.

스폴링은 급열·급냉 등에 의한 균열·박락 현상이고, 슬래킹은 마그네시아·돌로마이트질 내화물이 수분(수증기)을 흡수해 소화되면서 분화·붕괴되는 현상으로, 산화철 흡수에 의한 손상과는 원인이 다르다.

에너지이용 합리화법령상 효율관리기자재의 에너지소비효율 또는 소비효율등급을 거짓으로 표시한 자는 2천만원 이하의 과태료 부과 대상에 해당한다.

이는 소비자에게 제품의 에너지 성능을 왜곡하여 알리는 행위로 보아 다른 절차 위반 사항보다 무겁게 다루어진다.

효율관리기자재의 제조업자·수입업자는 효율관리시험기관에서 에너지 사용량 등을 측정받아야 하며, 이 시험기관은 산업통상자원부장관이 지정한다.

에너지이용 합리화 정책 및 효율관리제도 전반을 총괄하는 부처가 산업통상자원부이므로, 관련 시험기관 지정 권한도 이 부처의 장관에게 있다.

보온재는 열 손실을 최소화하기 위한 재료이므로 열전도율이 작고, 시공성과 경제성을 위해 비중이 작으며, 화재 위험을 줄이기 위해 불연성을 갖추어야 한다.

반면 흡수성이 크면 수분을 머금어 단열 성능이 크게 떨어지고 재료 열화·부식의 원인이 되므로, 보온재는 오히려 흡수성이 작아야 한다.

에너지법령상 시·도지사는 관할 구역의 지역적 특성을 고려하여 국가 에너지기본계획의 효율적 달성과 지역경제 발전을 위해 지역에너지계획을 5년마다 수립·시행하여야 한다.

에너지절약전문기업(ESCO) 등록 신청 시에는 사업 수행 능력을 확인하기 위한 사업계획서, 보유장비명세서, 기술인력명세서(자격증명서 사본 포함) 등을 첨부해야 한다.

법인의 자산 가치를 감정평가업자가 평가한 감정평가서는 등록신청서의 첨부서류 목록에 포함되지 않는다.

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기에 대한 검사는 제조검사(용접검사·구조검사), 설치검사, 개조검사, 설치장소변경검사, 재사용검사, 계속사용검사(안전검사·운전성능검사) 등으로 구분된다.

'설계검사'라는 별도의 검사 종류는 규정되어 있지 않다.

규산칼슘 보온재는 무기질 보온재 중에서도 경량이면서 기계적 강도가 크고, 내열성·내수성이 우수하며 내마모성이 있어 고온의 탱크나 노벽 등에 널리 사용된다.

암면·석면은 섬유질 보온재로 강도가 상대적으로 낮고, 탄산마그네슘은 사용 가능 온도가 낮은 편이어서 고온용으로는 적합하지 않다.

에너지이용 합리화법령상 특정열사용기자재(보일러 등)의 설치·시공이나 세관을 업으로 하려는 자는 건설산업기본법에 따라 시·도지사에게 등록하여야 한다.

셔틀요(shuttle kiln)는 대차에 제품을 실은 채로 가마 안팎을 이동시키며 소성하는 반연속식 요로, 한 대차가 소성되는 동안 다른 대차를 준비할 수 있어 작업이 간편하고 조업주기가 단축된다.

또한 소성이 끝난 요체(가마 몸체)의 잔열을 다음 소성에 활용할 수 있어 보유열 이용 측면에서 경제적이다.

검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 30일 이내에 하도록 되어 있으므로, 20일 이내라는 설명은 옳지 않다.

계속사용검사의 연기, 검사 합격 후 검사증 발급, 폐기신고 기한 등 나머지 설명은 관련 법령 내용과 부합한다.

동관(구리관)은 내식성과 굴곡성이 우수하고 열 및 전기의 양도체이며 내압성도 갖추고 있어, 열교환기용 전열관이나 급수관 등 화학공업 설비에 널리 사용된다.

주철관·강관·알루미늄관은 각각 강도, 경제성, 경량성 등에서 장점이 있으나 굴곡성과 내식성을 겸비한 정도는 동관에 미치지 못한다.

배소로(roasting furnace)는 광석을 용융시키지 않는 온도에서 가열하여 유해성분을 제거하고, 산화도를 조정하며, 결합수와 탄산염을 분해시키는 등 이후 공정을 위한 전처리를 목적으로 한다.

분상의 광석을 덩어리(괴상)로 만드는 소결 공정은 소결로(sintering furnace)에서 이루어지는 별개의 공정이므로 배소로의 목적과는 거리가 멀다.

얇은 원통에 내압 p가 작용하면 응력은 두 가지로 나뉜다. 축(길이) 방향 응력은 관 끝면을 밀어내는 힘 p·(π/4)d²를 두께가 이루는 환상 단면적 π·d·t가 받는 것으로 계산한다.

따라서 $\sigma = \dfrac{p\,\frac{\pi}{4}d^{2}}{\pi d t} = \dfrac{pd}{4t}$ 가 된다. 유도 과정에서 π가 약분돼 사라지므로 최종식에 π가 남아 있는 형태는 옳지 않다.

한편 원주(후프) 방향 응력은 pd/(2t)로 축 방향의 2배다. 그래서 내압을 받는 배관·동체는 축에 나란한(길이 방향) 파단이 먼저 생긴다.

포화증기가 배관을 가열하는 데 사용된 열량은 강관을 외부온도에서 포화온도까지 데우는 데 필요한 열량과 같다.

이 열량을 증기가 응축되며 방출하는 증발잠열로 공급한다고 보면 응축수량은 다음과 같이 구해진다.

상당증발량, 보일러마력, 전열면적은 모두 보일러의 능력(용량)을 나타내거나 산출하는 데 사용되는 값이다.

재열계수는 보일러 용량을 나타내는 지표가 아니라 재열 사이클 등 열역학적 성능 평가와 관련된 개념으로, 보일러의 용량 산출·표시 값에 해당하지 않는다.

프라이밍·포밍은 고수위 운전, 보일러수 중 불순물·유지분 과다, 주증기밸브의 급개방과 같이 증기와 물이 격렬하게 분리되지 못하는 조건에서 발생한다.

반대로 증기부하가 적고 증발수면(수면적)이 넓은 경우는 증기가 여유 있게 발생·분리되는 조건이므로, 오히려 프라이밍·포밍 발생 가능성을 낮추는 요인이다.

프라이밍은 보일러수가 심하게 비등하며 수분이 증기와 함께 튀어 올라 동반되는 현상으로, 수면계 수위 요동, 안전밸브·압력계 오작동, 워터해머 발생 등 증기 계통에 직접 영향을 준다.

절탄기는 급수(물)가 흐르는 전열기기로 프라이밍(증기 쪽 현상)과 직접적인 인과관계가 없으며, 절탄기 내부 스케일은 급수 수질 문제에서 비롯되는 것이므로 이를 프라이밍의 결과로 설명하는 것은 옳지 않다.

다층벽의 열관류율 K는 전열저항 합의 역수다. 주어진 값은 실내측 열전달계수 8, 실외측 20 W/m²·℃이고 열전도율은 플라스터 0.5, 모르타르 1.3, 벽돌 0.65 W/m·℃이다. 두께는 m로 환산해 플라스터 0.005m, 내측 모르타르 0.01m, 벽돌 0.2m, 외측 모르타르 0.015m를 쓴다.

$\dfrac{1}{K}=\dfrac{1}{8}+\dfrac{0.005}{0.5}+\dfrac{0.01}{1.3}+\dfrac{0.2}{0.65}+\dfrac{0.015}{1.3}+\dfrac{1}{20}$

각 항은 0.125 + 0.010 + 0.0077 + 0.3077 + 0.0115 + 0.050 = 0.5119 m²·℃/W 이므로, K = 1 ÷ 0.5119 ≒ 1.95 W/m²·℃ 이다.

전체 저항 중 벽돌층(0.3077)이 약 60%로 가장 크고 실내측 표면저항(0.125)이 그다음이다. 두께를 mm 그대로 대입하면 저항이 1000배가 되어 전혀 다른 값이 나오므로 단위 환산에 특히 주의한다.

한쪽 덮개판 맞대기 리벳이음은 전단면이 1개인 단전단(single shear) 이음이므로, 리벳 1개가 견딜 수 있는 하중은 리벳 단면적에 허용전단응력을 곱한 값이다.

필요한 리벳 개수는 전체 인장하중을 리벳 1개당 허용하중으로 나누어 구하며, 소수점 이하는 올림하여 정수 개로 산정한다.

노통연관식 보일러는 하나의 몸체 안에 노통과 다수의 연관을 함께 배치하여, 보일러의 외형 크기에 비해 전열면적을 크게 확보할 수 있고 그만큼 열효율도 우수하다.

대부분 내분식 구조이므로 외분식에 비해 방산손실이 작고, 중소용량에 적합하며(고압·대용량에는 부적합), 다관식 구조 특성상 내부 청소가 까다로워 급수처리가 반드시 필요하므로 나머지 설명들은 옳지 않다.

보일러 내부청소는 전열면 안쪽(수관·동체 내부 등)에 부착되는 스케일·슬러지를 제거하여 전열 저하와 국부과열을 방지하고, 수면계 노즐 막힘이나 보일러수 순환 저해를 예방하기 위해 실시한다.

수트블로워를 이용한 매연 제거는 연도·전열면 바깥쪽(화염·연소가스가 닿는 면)에 부착된 그을음을 제거하는 외부청소에 해당하므로 내부청소의 목적으로 볼 수 없다.

비철금속제 압력용기의 수압시험 압력은 최고사용압력의 1.5배의 압력에 온도에 따른 재질의 허용응력 변화를 보정한 압력으로 정해진다.

주철제 압력용기는 최고사용압력의 2배(3배가 아님)이고 최고사용압력이 낮은 경우에는 0.2㎫ 수준의 하한이 적용되며, 법랑 또는 유리 라이닝을 한 압력용기는 최고사용압력 그대로를 시험압력으로 하므로 1.5배라는 설명도 맞지 않는다. 이처럼 재질별로 배수와 보정 방식이 다르게 적용된다.

보일러의 스테이(버팀)를 수리하거나 변경하는 것은 보일러의 구조 일부를 바꾸는 작업에 해당하므로, 이 경우에는 개조검사를 받아야 한다.

노통보일러에서 갤러웨이관을 노통에 직각으로 설치하면 노통의 강도 보강, 보일러수 순환 촉진, 관 표면을 통한 전열면적 증가의 효과를 얻을 수 있다.

갤러웨이관은 수격작용(워터해머)을 방지하기 위한 장치가 아니므로, 이는 설치 이유로 적절하지 않다.

Ca(HCO₃)₂(중탄산칼슘)는 물에 녹아 있다가 가열되면 분해되어 탄산칼슘(CaCO₃) 형태로 석출되는데, 이렇게 생긴 탄산염 스케일은 비교적 무르고 제거가 쉬운 연질 스케일로 분류된다.

반면 황산염인 CaSO₄나 규산염인 CaSiO₃는 전열면에 치밀하고 단단하게 부착되는 경질 스케일로 열전달을 크게 저해하며, CaCl₂ 역시 연질 스케일 성분으로 다루지 않는다.

스테판-볼츠만 법칙에 따르면 흑체가 단위면적당 방출하는 복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다.

공기예열기는 배기가스의 폐열을 이용해 연소용 공기를 예열함으로써 연소효율을 높이고, 예열된 공기 덕분에 완전연소가 쉬워져 과잉공기량을 줄일 수 있게 한다.

다만 공기예열기가 추가되면 가스가 통과해야 할 전열면(유로)이 늘어나므로 배기가스 저항은 오히려 증가하며, 연소온도 상승으로 질소산화물(NOx) 발생 우려도 있으므로 저항이 줄어든다는 설명은 옳지 않다.

암모니아, 히드라진, 탄산나트륨은 보일러수나 급수 계통의 pH를 조정하거나 용존산소를 제거하여 배관·설비의 부식을 억제하는 목적으로 사용되는 청관제(수처리 약품)이다.

포름산나트륨은 보일러 수처리에서 중화방청 목적으로 일반적으로 사용되는 약품이 아니므로, 나머지와 성격이 다르다.

내압을 받는 원통형 보일러 동체의 두께 계산식은 $t=\dfrac{P D_i}{2\sigma_a \eta - 2P(1-k)}+\alpha$ 이다. 여기서 k는 온도상수(내면가열 0.4 등), α는 부식여유, η는 길이이음효율이다.

이 식을 최고사용압력 P에 대해 정리하면 (t−α)(2σ_aη − 2P(1−k)) = P·D_i → 2σ_aη(t−α) = P[D_i + 2(1−k)(t−α)] 이므로 $P=\dfrac{2\sigma_a \eta (t-\alpha)}{D_i+2(1-k)(t-\alpha)}$ 를 얻는다.

즉 분자의 계수가 2σ_aη이고 분모의 보정항에 2(1−k)(t−α)가 붙는 형태가 옳다. 분자를 4σ_aη로 쓰거나 분모에서 계수 2를 빠뜨린 식은 위 유도와 맞지 않는다.

연관을 관판에 부착할 때는 관 구멍 사이에 충분한 살(강도)이 남도록 간격을 두어야 하며, 관판이 얇을수록 더 넓은 간격이 필요하다. 연관의 최소피치는 관판의 두께 t(㎜)와 관 구멍의 지름 d(㎜)로부터 다음 식으로 구한다.

관판 두께 20㎜, 관 구멍 지름 51㎜를 대입하면 다음과 같다.

노통 보일러는 보유수량(동체 내 물의 양)이 많은 편이어서, 냉시동 시 증기가 발생하기까지 걸리는 소요시간이 오히려 길다는 특징을 가진다.

입형 보일러가 좁은 장소에 설치하기 유리한 점, 수관 보일러가 대용량·고압에 적합한 점, 관류 보일러가 드럼이 없어 초고압에 적합한 점은 모두 옳은 설명이다.

급수 중 불순물은 증발되지 않고 보일러수에 농축되며, 블로우다운은 이 농축된 물을 배출해 보일러수 TDS를 일정 수준으로 유지하는 조작이다. 급수 TDS와 보일러수 TDS의 비로 정의되는 농축배수는 $CF = \dfrac{TDS_{boiler}}{TDS_{feed}} = \dfrac{5000}{2500} = 2$이다.

정상상태에서 급수량은 증기발생량과 블로우다운량의 합이고, 급수로 들어온 고형분은 전량 블로우다운수로 빠져나가므로 물질수지를 세우면 $BD = \dfrac{\text{증기발생량}}{CF-1} = \dfrac{10000}{2-1} = 10000\ \mathrm{kg/h}$가 된다.

농축배수가 2로 낮다는 것은 보일러수 TDS 관리기준이 급수에 비해 크게 엄격하지 않다는 뜻이며, 그만큼 상대적으로 많은 양을 블로우다운해야 기준을 맞출 수 있다.

노통보일러 가운데 코르니시 보일러는 원통 동체 안에 노통 1개를 편심(중심에서 한쪽으로 치우치게)으로 설치한 것이 특징이다. 노통을 한쪽으로 치우치게 두면 노통 위쪽과 아래쪽 수층의 두께가 달라져 온도차에 의한 대류가 활발해지고, 그 결과 관수의 순환작용이 촉진된다. 아울러 침전물이 한쪽으로 모여 배출·청소가 쉬워지는 이점도 있다.

라몬트 보일러는 순환펌프로 관수를 강제로 돌리는 강제순환식 수관보일러이고, 케와니 보일러와 기관차 보일러는 화실(노통)에 다수의 연관을 조합한 횡형 노통연관식 계열이어서, 노통을 편심 배치해 자연순환을 돕는 구조와는 거리가 있다.