23년 3회차

탱크 바닥 구멍에서의 유출속도는 토리첼리 정리로 구한다. $v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times 9.8\times 4}\approx 8.85\,\mathrm{m/s}$이다. 구멍의 지름은 유량 계산에만 쓰이고 유출속도 자체에는 영향을 주지 않는다.

왕복펌프는 피스톤의 왕복운동으로 흡입·토출이 단속적이어서 맥동이 생기므로, 흡입측·토출측에 공기실(air chamber)을 두어 공기의 압축·팽창으로 맥동을 흡수한다. 원심펌프는 임펠러가 연속 회전하며 유체를 밀어내므로 맥동이 거의 없어 공기실이 필요 없다.

동점성계수는 $\nu=\dfrac{\mu}{\rho}$로 정의되며 단위는 $\mathrm{cm^2/s}$(=stokes), 차원은 $L^2T^{-1}$이다. $FTL^{-2}$는 $\mathrm{Pa\cdot s}$에 대응하는 점성계수 $\mu$의 차원이므로 동점성계수와는 관련이 없다.

펌프의 전양정은 실양정과 손실수두의 합이므로 $H=20+5=25\,\mathrm{m}$이고, 유량은 $Q=60\,\mathrm{m^3/min}=1\,\mathrm{m^3/s}$이다. 공급동력은 $L=\dfrac{\gamma QH}{\eta}=\dfrac{9800\times 1\times 25}{0.9}\approx 2.722\times10^{5}\,\mathrm{W}=272.2\,\mathrm{kW}$이다.

수직충격파를 지나면 초음속 흐름이 아음속으로 급격히 감속되므로 속도는 오히려 감소한다. 반면 압력·온도·밀도는 상승하고, 비가역 과정이므로 엔트로피도 증가한다.

마찰손실수두는 다르시-바이스바흐 식으로 구한다. $h_L=f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{v^2}{2g}=0.03\times\dfrac{5}{0.05}\times\dfrac{3^2}{2\times 9.8}\approx 1.38\,\mathrm{m}$이다.

Weber수는 관성력과 표면장력의 비 $We=\dfrac{\rho v^2 L}{\sigma}$로, 액적 형성이나 미립화·자유표면 문제에서 쓰인다. Reynolds수는 관성력과 점성력의 비, Froude수는 관성력과 중력의 비이다.

게이트(슬루스) 밸브는 유로를 가로막는 디스크를 흐름에 직각 방향으로 올려 개폐하는 전개·전폐 전용 밸브여서, 중간 개도에서는 유체의 진동과 디스크 침식이 생겨 섬세한 유량조절에는 적합하지 않다. 미세한 유량조절과 수도꼭지 형태의 구조는 글로브 밸브의 특징이다.

정압은 전압에서 동압을 뺀 값이므로 $P_s=350-50=300\,\mathrm{mmAq}$이다. 정압 공기동력은 $L=\dfrac{P_s Q}{75\times 60}=\dfrac{300\times 6}{4500}=0.4\,\mathrm{PS}$이다.

힘은 $F=ma$이므로 차원은 질량에 가속도($LT^{-2}$)를 곱한 $MLT^{-2}$이다. SI 단위로는 $\mathrm{kg\cdot m/s^2}=\mathrm{N}$에 해당한다.

속도수두는 $\dfrac{v^2}{2g}=\dfrac{12^2}{2\times 9.8}\approx 7.35\,\mathrm{m}$이다. 압력수두는 $\dfrac{p}{\gamma}=\dfrac{1.1\times 10^{4}\,\mathrm{kgf/m^2}}{1000\,\mathrm{kgf/m^3}}=11.0\,\mathrm{m}$이다.

평행평판 사이의 층류에서 전단응력은 $\tau=-\dfrac{dp}{dx}\,y$ 꼴이어서 유로 중심에서 0이고 중심에서 평판까지의 거리에 정비례해 커져 벽면에서 최대가 된다. 포물선 분포를 이루는 것은 전단응력이 아니라 속도이다.

이상기체의 단열변화에서는 $K=kP$이므로 체적탄성계수는 압력에 따라 달라진다. 따라서 압력과 무관하다는 서술이 옳지 않다. 체적탄성계수는 $K=-\dfrac{dP}{dV/V}$로 정의되어 압축률의 역수이므로 압축성에 반비례하고 압력과 같은 차원을 갖는다.

왕복펌프의 이론 송출량은 1회전당 배제체적(피스톤 단면적 × 행정)에 회전수를 곱한 값이므로 $Q_{th}=A\cdot\ell\cdot n\,[\mathrm{m^3/min}]$이다. 여기에 체적효율을 곱하면 실제 송출량이 된다.

이상기체 상태식 $P=\rho RT$에서 $T=\dfrac{P}{\rho R}=\dfrac{4.4\times 10^{4}\,\mathrm{kgf/m^2}}{3\times 29.4}\approx 5.0\times 10^{2}\,\mathrm{K}$이다. 절대압력을 $\mathrm{kgf/m^2}$로 환산해 대입해야 하며, 섭씨로 고치면 약 $227\,^{\circ}\mathrm{C}$이다.

수평원관 내 층류에서 전단응력은 $\tau=\dfrac{\Delta p}{2L}\,r$로 관 중심에서 0이고 반지름에 비례해 직선적으로 커져 관벽에서 최대가 된다. 반지름의 제곱에 관계되는 포물선 분포를 갖는 것은 속도이다.

뉴턴의 점성법칙 $\tau=\mu\dfrac{du}{dy}$를 적용한다. $10\,\mathrm{poise}=1\,\mathrm{Pa\cdot s}$이고 속도구배는 $\dfrac{2}{0.002}=1000\,\mathrm{s^{-1}}$이므로 $\tau=1\times 1000=1000\,\mathrm{N/m^2}$이다.

정지평판에 수직으로 부딪히는 분류가 평판에 주는 힘은 운동량 변화로부터 $F=\rho A v^2$이다. $\rho=0.85\times 1000=850\,\mathrm{kg/m^3}$, $A=\dfrac{\pi}{4}(0.08)^2\approx 5.027\times10^{-3}\,\mathrm{m^2}$이므로 $F=850\times 5.027\times10^{-3}\times 30^2\approx 3845\,\mathrm{N}$이다.

잠긴 평면에 작용하는 전압력은 $F=\gamma\bar{h}A$이다.
도심 깊이가 $\bar{h}=1+\dfrac{2}{2}=2\,\mathrm{m}$, 면적이 $A=3\times 2=6\,\mathrm{m^2}$이므로
$F=9.8\times 2\times 6=117.6\,\mathrm{kN}$이다.

압력중심 깊이는 $y_p=\bar{h}+\dfrac{I_G}{\bar{h}A}=2+\dfrac{3\times 2^3/12}{2\times 6}\approx 2.17\,\mathrm{m}$로, 언제나 도심보다 아래에 놓인다.

비속도(비교회전도)는 $N_s=\dfrac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$로 구한다. $N_s=\dfrac{1500\times\sqrt{4}}{16^{3/4}}=\dfrac{1500\times 2}{8}=375$이다. 전양정이 $3/4$제곱으로 들어가 $16^{3/4}=8$이 되는 점에 유의한다. 비속도는 임펠러 형식(원심형·사류형·축류형)을 판별하는 지표가 된다.

난류예혼합화염은 와류로 화염면이 심하게 주름지고 두꺼워지며, 그 결과 화염 배후에 아직 타지 않은 미연소분이 다량으로 남는다. 층류예혼합화염과 비교하면 연소속도가 훨씬 빠르고 화염의 휘도도 높으며 화염 두께가 두껍다.

연소반응은 $\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}$이므로 이론공기량은 $\dfrac{5}{0.21}\approx 23.8\,\mathrm{Sm^3}$이다. 건조연소가스는 수증기를 뺀 이산화탄소와 질소의 합이므로 $3+23.8\times 0.79\approx 21.8\,\mathrm{Sm^3}$, 곧 약 $22\,\mathrm{Sm^3}$이다.

분젠식 버너는 노즐에서 분출하는 가스의 운동에너지로 1차 공기를 흡인해 혼합관에서 섞은 뒤 염공에서 분출시켜 연소시키는 부분예혼합 방식이다. 1차 공기를 전혀 흡인하지 않고 노즐에서 그대로 확산연소시키는 것이 적화식이며, 연소에 필요한 공기 전량을 1차 공기로 공급하는 것이 전 1차 공기식이다.

고정탄소는 연료에서 수분·휘발분·회분을 제외한 가연성 고체분으로, 함량이 많을수록 단위질량당 발열량이 커진다. 매연은 주로 휘발분이 많을 때 발생하며, 고정탄소가 많은 연료는 불꽃이 짧고 연소 후반부가 길어진다.

공기의 질량은 $m=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{100\times 3}{0.287\times 273.15}\approx 3.83\,\mathrm{kg}$이다.

단열압축이므로 $T_2=T_1\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^{k-1}=273.15\times 3^{0.4}\approx 423.9\,\mathrm{K}$이고,
$C_p=\dfrac{kR}{k-1}=\dfrac{1.4\times 0.287}{0.4}\approx 1.005\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}$이다.
따라서 $\Delta H=mC_p\Delta T=3.83\times 1.005\times 150.7\approx 580\,\mathrm{kJ}$이다.

랭킨사이클은 급수펌프-보일러-터빈-복수기로 구성되어 물과 증기의 상변화를 이용하는 증기원동소의 기본 사이클이다. 오토·디젤·사바테 사이클은 모두 내연기관의 기본 사이클이다.

노 내 온도가 낮으면 착화가 늦고 반응속도가 떨어져 불완전연소를 일으키므로, 완전연소를 위해서는 노 내 온도를 되도록 높게 유지해야 한다. 연료와 공기의 혼합 촉진, 충분한 공기량 공급, 연료·공기의 예열은 모두 완전연소를 돕는 조건이다.

확산연소는 연료와 공기를 따로 공급해 연소실에서 만나며 타는 방식이므로 가연성 혼합기가 미리 만들어지지 않아 역화 위험이 거의 없고 화염이 안정하며 조작이 쉽다. 다만 화염이 길어져 연소실 단위용적당 열발생률, 즉 연소부하율은 작다.

재생사이클은 터빈에서 뽑아낸 증기로 급수를 가열해 열효율을 높이는 증기원동소 사이클이므로 내연기관의 기본 사이클이 아니다. 내연기관의 기본 사이클은 정적(오토)·정압(디젤)·합성(사바테) 사이클이다.

건연소가스 분석값으로 공기비를 구하면 $m=\dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2}-3.76\,\mathrm{O_2}}=\dfrac{86.6}{86.6-3.76\times 3.8}\approx 1.20$이다. 따라서 과잉공기량은 $(m-1)\times 100\approx 20\%$이다.

폭굉유도거리는 정상 연소속도가 큰 혼합가스일수록 짧아진다. 그 밖에 압력이 높을수록, 관지름이 가늘수록, 관 내면이 거칠거나 장애물이 있을수록, 점화원의 에너지가 클수록 짧아진다.

공기흐름이 난류이면 연료와 공기의 혼합이 촉진되어 반응이 빨라지므로 화염 길이가 짧아지고 연소가 양호해진다. 층류일수록 혼합이 느려 화염이 길게 늘어진다.

기체상수는 $R=\dfrac{8.314}{30}\approx 0.277\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}$이다. 마이어 관계식 $C_p-C_v=R$에서 $C_v=0.75-0.277=0.473\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}$이므로 $k=\dfrac{C_p}{C_v}=\dfrac{0.75}{0.473}\approx 1.586$이다.

질소산화물은 과잉공기가 많아 산소 농도와 화염온도가 높을 때 많이 생성되므로 공기비가 작으면 오히려 줄어든다. 공기비가 작을 때는 불완전연소로 매연과 일산화탄소가 늘고, 미연가스에 의한 열손실과 폭발 위험이 커진다.

메탄의 공기 중 폭발범위는 약 $5\sim 15\,\mathrm{vol\%}$이다. $12.5\sim 74\,\mathrm{vol\%}$는 일산화탄소, $3\sim 12.4\,\mathrm{vol\%}$는 에탄의 폭발범위이다.

기체연료의 진발열량(저위발열량)은 같은 부피에 든 탄소·수소가 많을수록 커지므로 프로판이 약 $22{,}000\,\mathrm{kcal/Nm^3}$으로 가장 크다. 메탄은 약 $8{,}600$, 일산화탄소는 약 $3{,}000$, 수소는 약 $2{,}570\,\mathrm{kcal/Nm^3}$ 수준이다.

단열과정에서 온도와 부피의 관계는 $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^{k-1}$인데, 부피비가 뒤집히고 지수도 비열비 그 자체로 쓰인 식은 이 관계를 만족하지 않는다.

나머지 관계는 모두 옳다.

• 등적과정은 일이 없어 $dU=dQ=C_v\,dT$이다.
• 등온과정은 내부에너지 변화가 없어 $Q=W=RT\ln\dfrac{P_1}{P_2}$이다.
• 등압과정은 $C_p=C_v+R$에서 $C_p\,dT=C_v\,dT+R\,dT$가 성립한다.

염소는 조연성이면서 독성인 가스이고 아세틸렌은 가연성 가스여서, 두 가스가 접촉하면 직사광선이나 작은 점화에너지로도 격렬히 반응해 폭발한다. 네온·아르곤 같은 불활성 가스나 질소는 조연성이 없어 함께 적재해도 반응하지 않는다.

BLEVE는 내부 압력 상승만으로 일어나는 것이 아니라, 화염에 노출된 기상부 벽면이 액체의 냉각을 받지 못해 과열되고 재료 강도가 떨어진 상태에서 파열되는 것이 전형적 경로이다. 따라서 안전밸브가 정상 작동해 압력이 설정압력 이하로 유지되더라도 강도가 저하된 벽면이 그 압력에서 파열해 BLEVE가 일어날 수 있다. 방지에는 물분무 냉각, 단열·내화 피복, 탱크 지하 설치 같은 대책이 함께 필요하다.

스테판-볼츠만 법칙에 따라 흑체가 방출하는 복사에너지는 $E=\sigma T^4$로 절대온도의 4제곱에 비례한다. $T_1=300\,\mathrm{K}$, $T_2=600\,\mathrm{K}$이므로 $\dfrac{E_2}{E_1}=\left(\dfrac{600}{300}\right)^4=2^4=16$배가 된다. 섭씨 온도를 그대로 대입하면 안 되고 반드시 절대온도로 환산해야 한다.

수소는 기체 중 열전도율이 가장 큰 축에 들어 열전달이 매우 잘 되고 고온에서도 분자 자체는 안정하므로, 열전달률이 작고 열에 불안정하다는 서술은 옳지 않다. 분자량이 2로 가장 가벼워 확산속도가 가장 빠르고, 염소와의 혼합기체는 일광을 받으면 폭발적으로 반응하며, 질소와 반응시켜 암모니아를 합성하는 원료로 쓰인다.

압력조정기는 유입 가스의 압력을 감압해 연소기구가 요구하는 압력으로 일정하게 유지하는 기기이다. 공급압력이 변동하면 노즐에서의 가스 분출량과 연소상태가 흔들리므로, 유량 자체를 조절하는 것이 아니라 출구압력을 안정시키는 것이 설치 목적이다.

사이크링식 접촉분해법은 니켈(Ni)계 촉매를 채운 반응기에서 나프타를 수증기와 접촉 분해시켜 도시가스를 제조하는 방식으로, 분해와 촉매 재생을 주기적으로 번갈아 수행한다.

KGS FP112 2.4.5.1에 따라 내압시험압력은 상용압력의 1.5배이므로 $2.5\times 1.5=3.75\,\mathrm{MPa}$이다. 안전밸브는 내압시험압력의 10분의 8 이하에서 작동해야 하므로 최고작동압력은 $3.75\times\dfrac{8}{10}=3.0\,\mathrm{MPa}$이다.

고압가스 안전관리법 시행규칙 별표1의 저장능력 산정기준에 따라 액화가스 저장탱크의 저장능력은 $W=0.9\,dV$로 구한다($d$는 액비중, $V$는 내용적). 탱크 1기당 $0.9\times 0.71\times 20=12.78\,\mathrm{t}$이므로 2기 합계는 $25.56\,\mathrm{t}$이다.

KGS FP112 2.5.1.5.2는 탄소 함유량이 0.35% 이상인 탄소강재·저합금강 강재로서 용접구조에 사용되는 재료를 고압가스 배관 등의 내압부분에 사용하지 않도록 정하고 있다. 탄소 함량이 높을수록 용접부가 경화·균열되기 쉽기 때문이며, 내압부분에는 탄소 함량이 낮은 압력배관용 탄소강관이나 저합금강을 쓴다.

하버-보시법은 질소와 수소를 철계 촉매로 반응시켜 암모니아를 합성하는 방법이므로 수소의 제조법이 아니다. 수소의 공업적 제법에는 수성가스법, 천연가스(메탄) 수증기 개질법, 석유 분해법, 물의 전기분해 등이 있다.

저압배관의 유량식 $Q=K\sqrt{\dfrac{D^5 H}{SL}}$을 압력손실에 대해 정리하면 $H\propto\dfrac{1}{D^5}$이다. 따라서 내경이 $5\,\mathrm{cm}$에서 $2\,\mathrm{cm}$로 줄면 압력손실은 $\left(\dfrac{5}{2}\right)^5\approx 97.7$배가 된다.

주어진 조건들을 종합하면 클라우드법이다. 파우서법은 1,000atm 이상의 초고압을 사용하는 반면, 클라우드법은 300~400atm의 중압에서 작동한다. 촉매층 온도 500~600℃</b와 철계통 촉매</b의 사용도 클라우드법의 특징이며, 하버-보시법도 유사한 조건이지만 역사적으로 클라우드법이 중압 합성의 대표적 공정이다. 구우데법은 저온저압 공정으로 조건이 맞지 않는다.

일산화탄소는 폭발범위가 $12.5\sim 74\,\mathrm{vol\%}$인 가연성이면서 허용농도가 낮은 독성 가스이고, 암모니아도 폭발범위가 $15\sim 28\,\mathrm{vol\%}$인 가연성이면서 독성 가스이다. 염소와 오존은 독성이지만 스스로 타지 않는 조연성 가스이고, 수소와 아세틸렌은 가연성이지만 독성은 없다.

나프타 접촉분해(수증기 개질)의 주반응 $\mathrm{CH_4}+\mathrm{H_2O}\rightleftharpoons \mathrm{CO}+3\mathrm{H_2}$는 몰수가 늘어나는 방향이므로, 압력을 높이면 르샤틀리에 원리에 따라 평형이 몰수가 적은 왼쪽으로 이동한다. 따라서 개질압력을 1기압보다 높이면 $\mathrm{H_2}$와 $\mathrm{CO}$가 감소하고 $\mathrm{CH_4}$와 $\mathrm{CO_2}$가 증가한다.

반대로 온도를 높이면 흡열 방향인 오른쪽으로 진행해 $\mathrm{H_2}$·$\mathrm{CO}$가 증가한다.

용접이나 납땜처럼 한번 시공하면 다시 분해할 수 없는 접합을 영구조인트라 하며, 접합부가 금속적으로 일체가 되므로 가스 누출에 대한 안전도가 높다. 관 끝을 맞대어 붙이는 버트 용접조인트와 관을 소켓에 끼워 붙이는 소켓 용접조인트로 구분된다. 나사·플랜지·유니언처럼 다시 풀 수 있는 접합은 분해조인트에 속한다.

상압에서의 비점은 메탄 $-161.5^\circ\mathrm{C}$, 에탄 $-88.6^\circ\mathrm{C}$, 프로판 $-42.1^\circ\mathrm{C}$, 부탄 $-0.5^\circ\mathrm{C}$로 탄소수가 클수록 높아진다. 부탄은 비점이 $0^\circ\mathrm{C}$ 부근이어서 겨울철이나 한랭지에서는 증기압이 거의 남지 않아 자연기화가 곤란하다. 이 때문에 한랭지에서는 프로판을 쓰거나 기화기를 병용한다.

왕복동식 압축기는 피스톤·실린더·흡배기밸브·크랭크 등 접촉(마찰)부가 많아 마모 부위가 많고 정기적인 분해·점검이 필요하므로 보수·점검이 번거롭다. 접촉부가 적어 보수가 용이한 것은 원심식(터보형) 압축기의 특징이다. 용적형이어서 고압을 얻기 쉽고 용량조절 범위가 넓으며 급유식·무급유식이 모두 있다는 점은 왕복동식의 특징이 맞다.

도시가스·액화석유가스의 부취제로는 THT(테트라하이드로티오펜), TBM(터셔리부틸메르캅탄), DMS(다이메틸설파이드)와 이들의 혼합물이 사용된다. TEA(트라이에틸아민)는 부취제로 쓰이지 않는다. 부취제는 공기 중 혼합비율이 용량으로 $1/1000$인 상태에서 감지할 수 있는 냄새가 나도록 첨가한다.

유전양극법(희생양극법)은 방식 대상 배관보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속을 전기적으로 연결해 그 금속이 대신 부식되도록 하는 방식으로, 토양에 매설한 배관에는 주로 마그네슘을 사용한다. 마그네슘은 자연전위가 철보다 훨씬 낮아 외부전원 없이도 충분한 방식전류를 흘릴 수 있다. 구리는 철보다 귀하여 오히려 철의 부식을 촉진한다.

서징(surging)은 토출측 저항이 커져 유량-양정 특성곡선의 우상향(불안정) 영역에서 운전될 때 토출압력과 유량이 주기적으로 크게 맥동하는 현상으로, 압축기와 펌프 모두에서 공통으로 나타난다. 캐비테이션·베이퍼록·워터해머는 액체를 다루는 펌프와 배관계에서만 생기는 현상이다.

베이퍼록은 흡입측 액이 외부에서 받은 열이나 압력 저하로 기화하여 흡입이 끊기는 현상이므로, 실린더 라이너 외부는 가열이 아니라 냉각해야 한다. 방지책은 펌프 설치 위치를 낮춰 흡입양정을 줄이고, 흡입관 지름을 크게 하며, 회전수를 낮추고 흡입관로를 청소하여 흡입측 압력이 그 온도의 포화증기압 이하로 떨어지지 않게 하는 것이다.

가스미터의 크기는 설치된 모든 연소기구의 최대 가스소비량 합계를 산정하고, 그 유량이 미터의 사용최대유량 범위 안에 들도록 선정한다. 용량이 부족하면 과부하로 계량오차가 커지고 다이어프램 손상의 원인이 되며, 반대로 지나치게 크면 소유량 사용 시 감도유량에 미달해 계량이 부정확해진다. 배관의 호칭지름이나 월평균 사용량은 순간 최대유량을 반영하지 못하므로 크기 선정 기준이 될 수 없다.

회전형은 오토클레이브 용기 자체를 회전시키는 형식으로, 교반효과가 다른 형식보다 오히려 떨어져 용기 벽에 장애판을 붙이거나 내부에 강구를 넣어 보완한다. 기체와 액체의 반응에 가장 널리 쓰이는 것은 기체를 계속 유통시키면서 임펠러로 혼합할 수 있는 교반형이다. 진탕형(장치 전체를 수평 왕복 진탕), 교반형(교반축 밀봉부에서의 가스 누출 우려), 가스교반형(기포 상승 교반, 레페 반응장치 이용)에 대한 설명은 모두 옳다.

고압가스 운반 기준에서 충전용기를 적재한 차량은 번화가나 사람이 붐비는 장소를 피해 운행해야 하지만, 이를 피하면 이동거리가 2배 이상이 되는 '현저하게 우회하는 도로'인 경우에는 예외로 인정한다. 즉 현저한 우회 여부의 판정 기준은 이동거리 2배이다.

프로판 등 액화석유가스 충전용기는 강판을 프레스 성형한 동판과 경판을 용접하여 만드는 용접용기(계목용기)를 사용한다. 액화가스는 충전압력이 비교적 낮아 두꺼운 무계목 용기가 필요 없고, 제작비가 싸며 대량 생산과 대구경화에 유리하기 때문이다. 이음새 없는 용기는 산소·수소·질소 같은 고압 압축가스용으로 쓰인다.

사염화탄소는 화염이나 고온의 금속면에 닿으면 열분해·산화하여 맹독성인 포스겐 $\mathrm{COCl_2}$을 생성한다. 환기가 어려운 $20\,\mathrm{m^3}$ 미만의 좁은 장소에서 사용하면 생성된 포스겐이 체류하여 중독 위험이 크므로 사용하지 않는다.

액화석유가스 자동차용 용기 충전시설의 유지관리 기준에서 충전용 주관의 압력계는 매월 1회 이상 교정을 받은 표준 압력계로 그 기능을 검사한다. 충전용 주관의 압력계는 과충전 방지와 직결되는 계기이므로 다른 압력계보다 점검 주기를 짧게 정하고 있다.

공동배기구나 배기통이 도중에 막히면 배기가스 역류와 불완전연소로 이어지므로, 공동배기구 및 배기통에는 방화댐퍼를 설치하지 아니한다. 공동배기구의 단면형태를 원형 또는 정사각형에 가깝게 하고, 동일 층에서 공동배기구에 연결되는 기기 수를 2대 이하로 하며, 공동배기구 톱을 풍압대 밖에 두는 것은 모두 설치기준에 맞다.

방폭전기기기 설비의 부속품과 정션박스·풀박스·접속함 등은 내압방폭구조 또는 안전증방폭구조로 하여야 한다. 내압방폭구조는 용기 내부에서 폭발이 일어나도 그 압력에 견디고, 접합면의 틈을 규정값 이하로 관리해 화염이 외부의 폭발성 가스로 전파되지 않도록 한 구조이다.

가스누출검지경보장치 지시계의 눈금은 가연성가스용이 0에서 폭발하한계 값까지, 독성가스는 0에서 TLV-TWA 기준농도의 3배 값까지를 명확히 지시하는 것이어야 하므로 5배는 기준에 맞지 않는다. 경보농도는 가연성가스가 폭발하한계의 1/4 이하, 독성가스가 TLV-TWA 기준농도 이하이며, 경보기의 정밀도는 가연성가스용 $\pm 25\%$ 이하, 독성가스용 $\pm 30\%$ 이하이다.

액화석유가스 압력조정기의 조정압력은 자동절체식 일체형 저압조정기가 2.55~3.30 kPa이다. 1단 감압식 저압조정기는 2.30~3.30 kPa, 자동절체식 일체형 준저압조정기는 5.0~30.0 kPa, 2단 감압식 1차용 조정기는 57.0~83.0 kPa로 구분되므로 혼동하지 않아야 한다.

안전관리자가 상주하는 사무소와 현장사무소 사이 또는 현장사무소 상호간에 갖추어야 하는 통신시설은 구내전화·구내방송설비·인터폰·페이징설비이다. 메가폰은 사업소 전체 또는 종업원 상호간의 통보수단으로 인정되는 설비이며, 사무소 사이의 통보용 통신시설에는 해당하지 않는다.

용기 도색에서 아세틸렌은 황색이며, 회색은 그 밖의 종류(질소·액화석유가스 등)에 적용되는 색이다. 수소 주황색, 액화염소 갈색, 액화암모니아 백색은 규정과 일치한다.

웨베지수는 총발열량을 가스 비중의 제곱근으로 나눈 값으로 $WI=\dfrac{H_g}{\sqrt{d}}$이다. 대입하면 $WI=\dfrac{11500}{\sqrt{0.6}}=\dfrac{11500}{0.7746}\approx 14846$이다. 웨베지수는 서로 다른 가스를 바꿔 쓸 수 있는지를 판단하는 연소성 지표로, 값이 같으면 같은 노즐에서 열량 공급능력이 같다.

이동식부탄연소기(카세트식)는 용기연결레버가 없는 것의 경우 콕이 닫힌 상태에서 예비적 동작 없이는 열리지 아니하는 구조로 하되, 소화안전장치가 부착된 것은 그러하지 아니하다. 또한 용기장착부 이외에는 용기가 들어가지 아니하는 구조여야 하고, 용기 아랫부분을 스프링의 힘으로 직접 밀어서 연결하거나 자석으로 연결하는 방법은 허용되지 않는다.

저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때에는 그 가스의 용량이 상용의 온도에서 저장탱크 내용적의 90%를 넘지 않도록 한다. 온도 상승에 따른 액팽창으로 탱크가 액으로 가득 차 과대한 압력이 걸리는 것을 막기 위한 여유공간이며, 소형저장탱크는 85%가 기준이다.

폭발방지장치는 저장탱크 내벽에 다공성 알루미늄합금 박판을 설치하는 것으로, 외벽이 화염으로 국부 가열되더라도 열을 신속히 분산시켜 액면 위 기상부 벽면의 온도 상승과 그로 인한 파열을 막는다. 알루미늄은 열전도도가 매우 커 열을 빠르게 확산시키므로 이 목적에 적합하다.

황화수소의 제독제는 가성소다 수용액과 탄산소다 수용액이며 황산 수용액은 해당하지 않는다. 시안화수소는 가성소다 수용액, 염소는 가성소다 수용액·탄산소다 수용액·소석회, 아황산가스는 가성소다 수용액·탄산소다 수용액·물이 제독제로 규정되어 있다.

액화석유가스 시설의 수시검사에서 유지·관리 상태를 확인하는 항목은 안전밸브, 긴급차단장치, 가스누출자동차단장치와 경보기, 물분무장치와 살수장치, 강제통풍시설, 정전기 제거장치와 방폭 전기기기, 배관 등의 가스누출 여부, 비상전력의 작동 여부 등이다. 안전관리규정의 준수 여부 확인·평가는 정기검사를 받을 때 함께 실시하도록 별도로 규정되어 있어 수시검사의 확인 항목으로는 열거되어 있지 않다.

안전공급계약을 체결한 가스공급자가 용기가스소비자에게 지체 없이 발급하여야 하는 것은 소비설비 안전점검표이며, 소비자보장책임보험 가입확인서를 함께 발급하도록 정한 규정은 없다. 보험에 관한 사항은 안전공급계약서에 포함할 내용으로만 규정되어 있다.

다음은 모두 규정과 일치한다.

• 계약을 체결한 후 공급한다는 것
• 다른 가스공급자와의 계약 체결 여부와 그 계약의 해지를 확인한 뒤 계약한다는 것
• 공급설비를 가스공급자 부담으로 설치한 경우 최초 계약기간을 1년(주택은 2년) 이상으로 한다는 것

종합공정검사를 선택한 경우는 종합품질관리체계심사를 6개월에 1회, 수시품질검사를 1년에 1회 이상 받으므로 '1년에 2회 이상'은 맞지 않는다. 수시품질검사를 1년에 2회 이상 받는 것은 생산공정검사를 선택한 경우이다. 생산단계검사는 설계단계검사에 합격한 가스용품에 대하여 실시하며 제품확인검사·생산공정검사·종합공정검사 중 제조자나 수입자가 선택하고, 설계단계검사는 받은 날부터 매 5년이 지나면 다시 받아야 한다.

접합 또는 납붙임용기는 동판과 경판을 각각 성형하여 심용접 등으로 접합하거나 납붙임하여 만든 내용적 1 L 이하의 일회용 용기이며, 1회용으로 제조된 용기는 재검사 대상이 아니라 사용 후 폐기하여야 하므로 재검사에 합격하여 다시 충전해 쓸 수 없다. 충전할 때 가스의 압력은 $40^\circ\mathrm{C}$에서 0.52 MPa 이하로 하며, 충전사업소에는 충전된 용기의 가스누출시험을 할 수 있는 온수시험탱크를 갖추어야 한다.

액화석유가스 충전시설의 저장탱크에 설치하는 긴급차단장치의 차단조작기구는 저장탱크 외면으로부터 5 m 이상 떨어진 안전한 위치에 두어 그곳에서 조작할 수 있어야 한다. 설치한 후에는 1년에 1회 이상 밸브 시트의 누출검사와 작동검사를 하여, 누출량이 안전에 지장이 없는 양 이하이고 개폐가 원활·확실하게 이루어지는지 확인한다.

전자유량계는 자기장 속을 흐르는 도전성 유체에 유도되는 기전력이 평균유속에 비례한다는 패러데이의 전자기유도 법칙을 이용하므로, 일정 이상의 도전율을 가진 유체에만 사용할 수 있다. 관 내부에 장애물이 없어 압력손실이 거의 없고 슬러리나 부식성 액체 측정에 유리하다. 기름이나 증기 같은 비전도성 유체에는 적용할 수 없다.

머무름(체류)시간은 컬럼 종류·컬럼 온도·운반가스 유량 등 분석조건이 일정하면 시료의 조성과 관계없이 성분마다 거의 일정한 값을 가지므로 정성분석의 근거가 된다. 운반가스는 시료와 반응하지 않는 $\mathrm{He}$, $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{Ar}$ 등 불활성 기체를 쓰며, 운반가스를 먼저 흘려 유량과 기준선을 안정시킨 뒤 시료를 주입한다.

서로 다른 두 종류의 금속선을 접합해 폐회로를 만들고 두 접점에 온도차를 주면 열기전력이 생겨 전류가 흐르는데, 이를 제벡(Seebeck)효과라 하며 열전대온도계의 원리이다. 열기전력은 두 접점의 온도차에 대응하므로 기준접점의 온도를 알면 측온접점의 온도를 구할 수 있다.

불꽃이온화식(FID) 검출기는 수소불꽃 속에서 탄화수소가 연소할 때 생기는 이온에 의한 전류를 측정하므로 탄화수소에 대한 감도가 매우 높고 노이즈가 적으며 응답이 빠르고 사용이 간편하다. 다만 $\mathrm{H_2}$, $\mathrm{CO}$, $\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{H_2O}$ 같은 무기성분에는 거의 감응하지 않는다.

자동연소제어에서 조작량은 제어를 위해 직접 조작하는 양으로 연료량, 공기량, 연소가스량(댐퍼 개도) 등이 해당한다. 증기압력은 일정하게 유지하려는 목표, 즉 제어량에 해당하므로 조작량이 아니다.

감도는 측정량의 변화에 대한 지시량 변화의 비로 정의되므로, 지시계의 확대율이 커지면 같은 측정량 변화에도 지시 변화가 커져 감도는 오히려 높아진다. 감도가 좋을수록 미세한 변화를 읽을 수 있어 정밀도가 좋아지지만 측정범위는 좁아지고 측정시간은 길어진다.

절대습도는 습공기 전체가 아니라 건조공기 단위질량당 수증기의 질량비이므로, 건조공기 질량 $205-35=170\,\mathrm{kg}$으로 나눈다. 따라서 $x=\dfrac{35}{170}\approx 0.206$, 즉 건조공기 1 kg당 수증기 0.206 kg이다. 습공기 전체 질량으로 나눈 0.171은 절대습도가 아니므로 주의해야 한다.

가스크로마토그래피는 운반가스 공급부(유량조절기), 시료 도입부, 분리관(컬럼)과 항온조, 검출기, 기록계로 구성된다. 광원은 분광광도계나 적외선가스분석계 같은 광학식 분석기의 구성요소로, 가스크로마토그래피에는 포함되지 않는다.

노즐-플래퍼 기구는 플래퍼가 노즐에 가까워지거나 멀어지는 미소한 변위에 따라 노즐의 배압이 달라지는 것을 이용하여, 변위를 공기압 신호로 바꾸는 공기식 조절기의 기본 변환부이다. 변위가 매우 작아도 배압 변화가 크므로 높은 변환 이득을 얻을 수 있다.

광고온도계는 고온 물체가 내는 복사선 중 특정 단색광의 휘도를 표준전구 필라멘트의 휘도와 비교하여 온도를 읽는 비접촉식 온도계이다. 열전대·저항·바이메탈 온도계는 모두 측온체를 대상에 직접 접촉시켜 측정하는 접촉식이다.

캐스케이드제어는 1차 조절계의 출력을 2차 조절계의 목표값으로 주는 다단 구성으로, 부하변동이 크고 외란이 잦은 계에서 2차 루프가 외란을 먼저 흡수하여 제어 안정성을 크게 높인다. 연소실 부하에 따라 버너 대수를 수시로 바꾸는 경우처럼 주 제어량(부하)과 종속 조작계(각 버너)가 나뉘는 계에 가장 적합하다.

히스테리시스 오차는 측정량을 올릴 때와 내릴 때의 지시가 서로 달라지는 오차로, 기어 사이의 틈(백래시), 운동부의 마찰, 재료의 탄성변형(탄성이력) 등 계기 내부의 기구적 요인에서 생긴다. 주위 온도의 변화는 영점과 감도가 함께 이동하는 온도 오차의 원인이지 히스테리시스의 원인은 아니다.

R형 열전대는 (+)측이 백금로듐(Pt 87%, Rh 13%), (-)측이 순백금(Pt)인 백금-백금로듐 열전대이다. 산화분위기에 강하고 $0\sim1600^\circ\mathrm{C}$의 고온을 정밀하게 측정할 수 있으나, 열기전력이 작고 값이 비싸며 환원분위기에는 약하다.

습식가스미터는 물을 채운 케이스 안에서 드럼 모양의 회전자가 유입가스에 밀려 회전하는 횟수로 유량을 적산하는 드럼형 계량기이다. 계량이 정확해 기준기로 쓰이지만 수위를 관리해야 하고 설치공간이 크다. 오벌형·로터리 피스톤형은 용적식 유량계, 다이어프램형은 막식 가스미터의 형식이다.

차압식 액면계는 액면 아래에서 받는 액두압과 기상부 압력의 차를 차압계로 측정해 액면 높이를 구하는 방식으로, 햄프슨식이 대표적이며 밀폐된 고압탱크나 저온 액화가스 저장탱크에 적합하다. 액의 밀도를 알아야 하며 온도 변화로 밀도가 변하면 지시에 오차가 생긴다.

절대습도는 건조공기 1 kg에 대한 수증기의 질량비로 나타내는 값이므로 %가 아니라 무차원 비(건조공기 kg당 kg)로 표시한다. %로 표시하는 것은 그 온도에서의 포화수증기량에 대한 현재 수증기량의 비인 상대습도이다.

비례동작(P)만 사용하는 제어는 편차에 비례해서만 조작량을 내므로 정상상태에서 잔류편차(offset)가 남는다. 따라서 잔류편차가 허용되는 계에서는 구조가 간단하고 안정한 P제어를 쓰고, 잔류편차를 없애야 할 때는 적분동작을 더한 PI나 PID 제어를 쓴다.

차압식 유량계의 영구 압력손실은 오리피스 > 플로노즐 > 벤투리 순으로 크다. 오리피스는 급격한 단면 축소·확대로 축류와 와류에 의한 손실이 크고, 벤투리는 완만한 축소부와 확대부(디퓨저)를 두어 압력을 대부분 회복하기 때문이다. 대신 오리피스는 구조가 간단하고 값이 싸다.

오르자트 분석의 흡수 순서와 흡수제는 $\mathrm{CO_2}$(30% 수산화칼륨 수용액) → $\mathrm{O_2}$(알칼리성 피로갈롤 용액) → $\mathrm{CO}$(암모니아성 염화제1구리 용액)이므로, 두 번째로 흡수·제거되는 성분은 산소이고 그 흡수제는 알칼리성 피로갈롤 용액이다.

피로갈롤은 $\mathrm{CO_2}$도 일부 흡수하고 염화제1구리 용액은 $\mathrm{O_2}$도 흡수하므로, 이 순서를 지키지 않으면 뒤에 측정하는 성분이 과대평가된다.

미소누출검지 기능은 연소기구 사용으로 등록되지 않은 미소한 유량이 장시간 계속 흐르는 것을 감지하면 가스를 차단하지 않고 누출 경고만 표시하는 기능이다. 증가유량 차단은 호스 이탈 등으로 유량이 급격히 증가할 때, 연속사용시간 차단은 연소기의 통상 사용시간을 넘겨 가스가 계속 흐를 때, 압력저하 차단은 계량기 출구측 압력이 설정값 이하로 떨어질 때 각각 가스를 차단한다는 점에서 구별된다.