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[가스산업기사 필기] 22년 3회차
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문제 1
기체연료의 연소에서 일반적으로 나타나는 연소의 형태는?
1확산연소
2증발연소
3분무연소
4액면연소
정답 및 해설

기체연료는 이미 기체 상태이므로 별도의 증발·분해 과정 없이 공기와 확산·혼합되면서 연소한다. 이 형태를 확산연소라 하며, 증발연소·분무연소·액면연소는 액체연료의 연소 형태이다.

문제 2
실제가스가 이상기체 상태방정식을 만족하기 위한 조건으로 옳은 것은?
1압력이 낮고, 온도가 높을 때
2압력이 높고, 온도가 낮을 때
3압력과 온도가 낮을 때
4압력과 온도가 높을 때
정답 및 해설

이상기체 상태방정식은 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 무시한 모델이므로, 분자 간 거리가 멀어 상호작용이 작아지는 저압·고온 조건에서 실제기체가 이 방정식에 가장 가깝게 거동한다.

문제 3
내압방폭구조로 방폭전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은?
1가연성가스의 발화점
2가연성가스의 연소열
3가연성가스의 최대안전틈새
4가연성가스의 최소 점화에너지
정답 및 해설

내압방폭구조는 용기 내부의 폭발압력에 견디면서 화염이 접합면 틈새를 통해 외부로 전파되지 않도록 설계하는 구조이므로, 틈새를 통한 화염 전파 여부를 좌우하는 가연성가스의 최대안전틈새(MESG)가 설계상 가장 중요한 고려사항이다.

문제 4
밀폐된 용기 속에 3atm, 25℃에서 프로판과 산소가 2 : 8의 몰비로 혼합되어 있으며 이것이 연소하면 다음 식과 같이 된다. 연소 후 용기내의 온도가 2500K로 되었다면 용기 내의 압력은 약 몇 atm이 되는가?
2C3H8+8O26H2O+4CO2+2CO+2H2O2\mathrm{C_3H_8} + 8\mathrm{O_2} \rightarrow 6\mathrm{H_2O} + 4\mathrm{CO_2} + 2\mathrm{CO} + 2\mathrm{H_2O}
13
215
325
435
정답 및 해설

주어진 2:8 몰비는 완전연소에 필요한 화학양론비(1:5)보다 산소가 부족하므로 일부는 CO로 남는 불완전연소가 되며, 반응식은 2C3H8+8O22CO2+4CO+8H2O2\text{C}_3\text{H}_8+8\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2+4\text{CO}+8\text{H}_2\text{O}로 정리된다. 반응 전 총 몰수는 10몰, 반응 후는 2+4+8=142+4+8=14몰이며, 부피가 일정한 용기이므로 P2=P1×n2n1×T2T1=3×1410×250029835atmP_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=3\times\dfrac{14}{10}\times\dfrac{2500}{298}\approx35\,\mathrm{atm}이다.

문제 5
아세틸렌 가스의 위험도(H)는 약 얼마인가?
121
223
331
433
정답 및 해설

위험도 H=ULLH=\dfrac{U-L}{L}이며, 아세틸렌의 폭발범위는 약 2.5~81v%이므로 H=812.52.531H=\dfrac{81-2.5}{2.5}\approx31이다.

문제 6
일반적으로 온도가 10℃ 상승하면 반응속도는 약 2배 빨라진다. 40℃의 반응온도를 100℃로 상승시키면 반응속도는 몇 배 빨라지는가?
126
225
324
423
정답 및 해설

10℃ 상승마다 반응속도가 2배가 되므로, 40℃에서 100℃까지 60℃ 상승은 10℃ 구간이 6번 반복된 것이다. 따라서 반응속도는 262^{6}배가 된다.

문제 7
밀폐된 용기 내에 1atm, 27℃ 프로판과 산소가 부피 비로 1 : 5의 비율로 혼합되어 있다. 프로판이 다음과 같이 완전연소하여 화염의 온도가 1000℃가 되었다면 용기 내에 발생하는 압력은 얼마가 되겠는가?
C3H8+5O23CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}
11.95atm
22.95atm
33.95atm
44.95atm
정답 및 해설

프로판:산소=1:5는 C3H8+5O23CO2+4H2O\text{C}_3\text{H}_8+5\text{O}_2\rightarrow3\text{CO}_2+4\text{H}_2\text{O}의 화학양론비와 정확히 일치하므로 완전연소하며 몰수는 반응 전 6몰에서 반응 후 7몰로 변한다. 부피 일정 조건에서 P2=P1×n2n1×T2T1=1×76×12733004.95atmP_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=1\times\dfrac{7}{6}\times\dfrac{1273}{300}\approx4.95\,\mathrm{atm}이다.

문제 8
다음은 연소를 위한 최소 산소량(Minimum oxygen for combustion,MOC)에 관한 사항이다. 옳은 것은?
1가연성 가스의 종류가 같으면 함께 존재하는 불연성 가스의 종류에 따라 MOC 값이 다르다.
2MOC를 추산하는 방법 중에는 가연성 물질의 연소상한계값(H)에 가연물 1몰이 완전 연소할 때 필요한 과잉 산소의 양론 계수값을 곱하여 얻는 방법도 있다.
3계 내에 산소가 MOC 이상으로 존재하도록 하기 위한 방법으로 불활성 기체를 주입하여 계의 압력을 상승시키는 방법이 있다.
4가연성 물질의 종류가 같으면 MOC 값도 다르다.
정답 및 해설

MOC는 이론적으로는 연소하한계와 산소 몰수로 계산되는 고정값이지만, 실제 측정값은 함께 존재하는 불활성가스(질소·이산화탄소 등)의 비열·소염 특성에 따라 달라지므로 같은 가연성가스라도 희석 불활성가스 종류에 따라 실측 MOC가 달라진다. MOC 산정에 쓰이는 것은 연소상한계가 아닌 연소하한계이며, 계 내 산소를 MOC 미만으로 유지하는 것이 목적이므로 불활성기체 주입으로 압력을 높이는 방법은 MOC 개념과 무관하다.

문제 9
다음 각 화재의 분류가 잘못된 것은?
1A급 - 일반화재
2B급 - 유류화재
3C급 - 전기화재
4D급 - 가스화재
정답 및 해설

화재 분류에서 D급은 마그네슘·나트륨 등 금속화재를 의미하며, 가스화재는 기체 가연물의 화재로 별도로 B급(유류·가스 등 인화성 물질 화재)에 포함되므로 D급을 가스화재로 규정한 것은 틀렸다.

문제 10
안전간격에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1안전간격은 방폭전기기기 등의 설계에 중요하다.
2한계직경은 가는 관 내부를 화염이 진행할 때 도중에 꺼지는 관의 직경이다.
3두 평행판 간의 거리를 화염이 전파하지 않을 때까지 좁혔을 때 그 거리를 소염거리라고 한다.
4발화의 제반조건을 갖추었을 때 화염이 최대한으로 전파되는 거리를 화염일주라고 한다.
정답 및 해설

화염일주(안전간격)는 발화 조건이 갖추어졌을 때 화염이 틈새를 통해 전파될 수 있는 최대 틈새 값(한계)을 뜻하는 것이지, 화염이 최대로 전파되는 거리를 의미하지 않는다. 안전간격이 좁을수록 위험등급이 높은 가스로 분류되며 방폭기기 설계의 기초 자료로 쓰인다.

문제 11
위험성을 나타내는 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1비등점이 낮으면 인화의 위험성이 높아진다.
2유지, 파라핀 등 가연성 고체는 화재 시가연성 액체로 되어 화재를 확대한다.
3물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체는 물과의 혼합에 의해 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다.
4전기전도도가 낮은 인화성 액체는 유동이나 여과 시 정전기를 발생하기 쉽다.
정답 및 해설

가연성 액체가 물과 섞이면 성분의 분압(증기압)이 오히려 낮아져 인화점이 높아지는 것이 일반적이므로, 물과 혼합 시 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다는 설명은 틀렸다. 나머지 항목(낮은 비등점일수록 인화 위험 증가, 가연성 고체의 액화에 의한 화재 확대, 낮은 전기전도도 물질의 정전기 대전)은 모두 옳은 설명이다.

문제 12
아래 세 반응의 반응열 사이에서 Q3 = Q1 + Q2 의 식이 성립되는 법칙을 무엇이라 하는가?
1돌톤의 법칙
2헤스의 법칙
3헨리의 법칙
4톰슨의 법칙
정답 및 해설

전체 반응의 반응열이 그 반응을 몇 단계로 나눈 반응열의 합과 같다는 것은 헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)이다. 반응열은 경로에 무관하고 처음과 나중 상태에만 의존하므로 Q3=Q1+Q2Q_3=Q_1+Q_2가 성립한다.

문제 13
분진폭발의 위험성을 방지하기 위한 방법으로 잘못된 것은?
1분진의 산란이나 퇴적을 방지하기 위하여 정기적으로 분진을 제거한다.
2분진의 취급 방법을 건식법으로 한다.
3분진이 일어나는 근처에 습식의 스크러버 장치를 설치한다.
4환기장치는 공정별로 단독집진기를 사용한다.
정답 및 해설

분진폭발을 막으려면 분진이 비산·퇴적하지 않도록 물을 뿌리는 습식법으로 취급해야 하며, 건식법은 오히려 분진 비산을 조장해 폭발 위험을 높이므로 잘못된 방법이다.

문제 14
다음중 가연물의 조건으로서 가치가 없는 것은?
1발열량이 큰 것
2열전도율이 큰 것
3활성화에너지가 작은 것
4산소와의 친화력이 큰 것
정답 및 해설

좋은 가연물의 조건은 발열량과 산소와의 친화력이 크고 활성화에너지가 작아 착화가 쉬운 것인데, 열전도율이 크면 발생한 열이 주위로 빠르게 확산되어 축적되지 못하므로 오히려 착화·연소에 불리하다. 따라서 열전도율이 큰 것은 가연물 조건으로서 가치가 없다.

문제 15
화염의 색에 따른 불꽃의 온도가 낮은 것에서 높은 것의 순서로 바르게 나타낸 것은?
1암적색 → 황적색 → 적색 → 백적색 → 휘백색
2암적색 → 적색 → 백적색 → 황적색 → 휘백색
3암적색 → 백적색 → 적색 → 황적색 → 휘백색
4암적색 → 적색 → 황적색 → 백적색 → 휘백색
정답 및 해설

불꽃의 온도가 낮은 색부터 높은 색 순서는 암적색(약 700℃)→적색→황적색→백적색→휘백색(약 1500℃ 이상) 순으로 온도가 높아질수록 파장이 짧은 빛이 강해지며 색이 밝아진다.

문제 16
다음 중 연소속도와 미연소혼합기의 유속과의 관계에서 역화가 일어날 수 있는 조건은?
1연소속도와 유속이 같을 때
2연소속도가 유속보다 빠를 때
3연소속도가 유속보다 느릴 때
4연소속도가 유속에 비해 심히 느릴 때
정답 및 해설

역화(back fire)는 연소속도가 미연소 혼합기의 유속보다 빨라 화염이 버너 쪽으로 거슬러 올라가는 현상이므로, 연소속도가 유속보다 빠를 때 발생할 수 있다.

문제 17
다음 가연성 기체(증기)와 공기 혼합기체 폭발범위의 크기가 작은 것부터 큰 순서대로 나열된 것은?
1③,②,⑤,①,④
2③,⑤,②,④,①
3④,①,⑤,②,③
4④,③,①,⑤,②
정답 및 해설

각 가스의 폭발범위(부피%)와 그 폭은 프로판 2.1~9.5(7.4), 메탄 5~15(10), 메탄올 7~37(30), 수소 4~75(71), 아세틸렌 2.5~81(78.5)이다. 따라서 폭발범위의 크기가 작은 것부터 나열하면 프로판, 메탄, 메탄올, 수소, 아세틸렌 순이다.

문제 18
가스의 폭발범위에 대한 설명으로 옳은 것은?
1가스의 온도가 높아지면 폭발범위는 좁아진다.
2폭발상한과 폭발하한의 차이가 작을수록 위험도는 커진다.
3압력이 1atm 보다 낮아질 때 폭발범위는 큰 변화가 생긴다.
4고온, 고압 상태의 경우에 가스압이 높아지면 폭발 범위는 넓어진다.
정답 및 해설

가스압이 높아지는 고온·고압 상태에서는 분자 운동이 활발해지고 산소와의 접촉 기회가 늘어나 일반적으로 폭발범위가 넓어진다. 온도가 높아지면 폭발범위는 넓어지고, 폭발상한과 하한의 차이가 클수록 위험도가 크며, 상압보다 낮은 저압에서는 폭발범위 변화가 크지 않다.

문제 19

가연성가스 취급설비에서 정전기의 발생을 방지하거나 제거하기 위한 대책으로 틀린 것은?

1

설비와 배관을 접지하고 도체 상호 간을 본딩한다.

2

공기를 가습하여 상대습도를 70% 이상으로 높인다.

3

배관 내 유체의 유속을 크게 하여 대전된 전하를 신속히 배출한다.

4

제전기를 설치하여 주위 공기를 이온화한다.

정답 및 해설

정전기는 유체가 배관·노즐을 빠르게 흐를 때 마찰·분출에 의해 발생하므로 유속을 크게 하면 오히려 대전량이 증가한다. ③이 틀렸고, 올바른 대책은 유속을 제한하는 것이다. 접지·본딩은 발생한 전하를 대지로 흘려보내고, 가습(상대습도 70% 이상)은 공기 중 수분을 통해 전하가 누설되게 하며, 제전기는 공기를 이온화하여 대전체의 전하를 중화한다. 이 밖에 대전방지제 사용, 도전성 재료 사용 등이 있다.

문제 20

소화 방법과 소화 원리의 연결로 틀린 것은?

1

가스 공급밸브를 잠가 연료의 공급을 중단한다 - 제거소화

2

연소물에 물을 뿌려 온도를 낮춘다 - 냉각소화

3

불활성가스로 연소물을 덮어 산소 공급을 차단한다 - 질식소화

4

할로겐화합물 소화약제로 연소의 연쇄반응을 차단한다 - 제거소화

정답 및 해설

할로겐화합물 소화약제는 연소 과정에서 생성되는 활성 라디칼과 반응하여 연쇄반응을 차단하는 부촉매 작용을 하므로 억제소화(부촉매소화)에 해당한다. ④의 제거소화 연결이 틀렸다. 제거소화는 가연물 자체를 없애는 것(밸브 차단, 가스전 화재의 폭풍 이용 등), 냉각소화는 물 등으로 발화점 이하로 온도를 낮추는 것, 질식소화는 이산화탄소·포말 등으로 산소농도를 낮추는 것이다.

문제 21
가스의 압축방식이 아닌 것은?
1등온압축
2단열압축
3폴리트로픽압축
4감열압축
정답 및 해설

가스의 압축방식은 압축 중 온도 변화 형태에 따라 등온압축·단열압축·폴리트로픽압축으로 구분되며, '감열압축'이라는 압축방식은 존재하지 않는다.

문제 22
공기 액화장치 중 수소, 헬륨을 냉매로 하며 2개의 피스톤이 한 실린더에 설치되어 팽창기와 압축기의 역할을 동시에 하는 형식은?
1캐스케이드식
2캐피자식
3클라우드식
4필립스식
정답 및 해설

필립스식 공기액화장치는 수소·헬륨을 냉매로 사용하며, 하나의 실린더 안에 설치된 2개의 피스톤이 각각 팽창기와 압축기 역할을 동시에 수행하는 형식이다.

문제 23
용적형(왕복식) 펌프에 해당하지 않는 것은?
1플런저 펌프
2다이어프램 펌프
3피스톤 펌프
4제트 펌프
정답 및 해설

왕복동(용적형) 펌프는 플런저·피스톤·다이어프램 펌프처럼 왕복 운동으로 유체를 밀어내는 방식이며, 제트펌프는 유체(구동유체)의 운동에너지로 다른 유체를 흡인·수송하는 비용적형(특수) 펌프이므로 왕복식 펌프에 해당하지 않는다.

문제 24
금속 재료에서 어느 온도 이상에서 일정 하중이 작용할 때 시간의 경과와 더불어 그 변형이 증가하는 현상을 무엇 이라고 하는가?
1크리프
2시효경과
3웅력부식
4저온취성
정답 및 해설

금속이 어느 온도 이상에서 일정 하중을 받으며 시간이 지남에 따라 변형이 계속 증가하는 현상을 크리프라 하며, 고온·고압 배관 설계 시 반드시 고려해야 하는 물성이다.

문제 25
공기액화분리장치의 폭발원인과 대책에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1장치 내에 여과기를 설치하여 폭발을 방지한다.
2압축기의 윤활유에는 안전한 물을 사용한다.
3공기 취입구에서 아세틸렌의 침입으로 폭발이 발생한다.
4질화화합물의 혼입으로 폭발이 발생한다.
정답 및 해설

공기액화분리장치 압축기의 윤활유는 안전한 물이 아니라 인화점이 높고 안전한 광유(윤활유)를 사용해야 하며, 물을 사용하면 오히려 결빙·부식 등의 문제가 발생한다. 아세틸렌·질화화합물의 혼입, 여과기 설치를 통한 이물질 제거는 실제 폭발 원인·대책과 관련된 옳은 설명이다.

문제 26
다음은 용접용기의 동판두께를 계산하는 식이다. 이 식에서 S는 무엇을 나타내는가?
t=PD2Sη1.2P+Ct = \dfrac{PD}{2S\eta - 1.2P}+C
1여유두께
2동판의 내경
3최고충전압력
4재료의 허용응력
정답 및 해설

용접용기 동판 두께 계산식(t=PD2Sη1.2P+Ct=\dfrac{PD}{2S\eta-1.2P}+C 형태)에서 S는 재료의 허용응력을 나타내며, 이는 재료의 인장강도를 안전율로 나눈 값이다.

문제 27
과열과 과냉이 없는 증기압축 냉동사이클에서 응축온도가 일정할 때 증발온도가 높을수록 성적계수는?
1감소
2증가
3불변
4감소와 증가를 반복
정답 및 해설

응축온도가 일정할 때 증발온도가 높아지면 압축기가 만들어야 하는 압력차(압축비)가 줄어 소요 압축일이 감소하므로, 냉동효과 대비 일의 비인 성적계수(COP)는 증가한다.

문제 28
표준상태의 조직을 가지는 탄소강에서 탄소의 함유량이 증가함에 따라 감소하는 성질은?
1인장강도
2충격값
3강도
4항복점
정답 및 해설

탄소강은 탄소 함유량이 증가할수록 인장강도·경도·항복점은 커지지만, 조직이 취약해지면서 연신율과 충격값(인성)은 감소한다.

문제 29
가연성 액화가스를 탱크로리로 충전하던 중 탱크로리와 충전관과의 접합부분으로부터 액화가스가 급격히 누설하였다. 이 때 가장 먼저 조치해야 할 사항은?
1소화기를 준비하여 화재에 대비한다.
2역류밸브를 가동하여 가스를 회수한다.
3긴급차단밸브를 조작하여 가스를 차단한다.
4탱크로리를 급히 안전한 장소로 대피시킨다.
정답 및 해설

접합부에서 액화가스가 급격히 누설되는 상황은 곧 대량 유출·화재로 이어질 수 있으므로, 가장 먼저 긴급차단밸브를 조작해 누설원인 가스 공급 자체를 차단하는 것이 우선이다. 대피나 소화 준비는 누설 차단 이후의 조치이다.

문제 30
도시가스 배관의 내진설계 기준에서 일반도시가스사업자가 소유하는 배관의 경우 내진 1등급에 해당되는 압력은 최고 사용압력이 얼마의 배관을 말하는가?
10.1MPa
20.3MPa
30.5MPa
41MPa
정답 및 해설

도시가스 배관 내진설계기준에서 일반도시가스사업자가 소유한 배관은 최고사용압력이 0.5MPa 이상인 배관을 내진 1등급으로 분류하여 더 엄격한 내진성능수준을 요구한다.

문제 31
배관의 스케쥴 번호를 정하기 위한 식은? (단, P 는 사용압력(kg/cm2), S 는 허용응력(kg/mm2))
1100×PS100 \times \dfrac{P}{S}
2100×SP100 \times \dfrac{S}{P}
31,000×PS1{,}000 \times \dfrac{P}{S}
41,000×SP1{,}000 \times \dfrac{S}{P}
정답 및 해설

배관의 스케줄 번호는 사용압력과 허용응력의 비를 이용한 Sch.No=10×PS\text{Sch.No}=10\times\dfrac{P}{S} (P: 사용압력 kg/cm2\mathrm{kg/cm^2}, S: 허용응력 kg/mm2\mathrm{kg/mm^2}) 식으로 정해지며, 이 값이 클수록 배관 두께가 두꺼워진다.

문제 32
파이프 내부의 정압이 액체의 증기압 이하로 되면 증기가 발생하여 진동이 발생하는 현상을 무엇이라 하는가?
1공동(Cavitation)현상
2서징(Surging)현상
3수격 (Water hammering)작용
4베이퍼록(Vapor lock)현상
정답 및 해설

배관 내부 국소 압력이 유체의 포화증기압 이하로 낮아지면 유체 일부가 기화하여 기포가 생기고, 이 기포가 압력이 높은 곳에서 급격히 붕괴하면서 소음·진동을 유발하는 현상이 공동(캐비테이션)현상이다.

문제 33
펌프를 운전하였을 때 주기적으로 한숨을 쉬는 듯한 상태가 되어 입, 출구 압력계의 지침이 흔들리고 동시에 송출유량이 변화하는 현상과 이에 대한 대책을 옳게 설명한 것은?
1서어징현상 : 회전차 안내 깃의 모양 등을 바꾼다.
2캐비테이션 : 펌프설치 위치를 낮추어 흡입양정을 짧게 한다.
3수격작용 : 플라이휠을 설치하여 펌프의 속도가 급격히 변하는 것을 막는다.
4베이퍼록 현상 : 흡입관의 지름을 크게 하고 펌프의 설치위치를 최대한 낮춘다.
정답 및 해설

토출유량과 압력이 주기적으로 변동하며 한숨 쉬는 듯한 진동을 보이는 현상은 서징(맥동)현상이며, 이를 막으려면 회전차 안내깃의 각도·모양을 조정해 유량-양정 특성곡선을 개선하는 대책이 유효하다.

문제 34
가스용 PE배관을 온도 40℃ 이상의 장소에 설치할 수 있는 가장 적절한 방법은?
1단열성능을 가지는 보호판을 사용한 경우
2단열성능을 가지는 침상재료를 사용한 경우
3로캐이팅 와이어를 이용하여 단열조치를 한 경우
4파이프슬리브를 이용하여 단열조치를 한 경우
정답 및 해설

가스용 PE배관은 자외선과 열에 약해 40℃ 이상 고온 장소에는 원칙적으로 설치할 수 없으나, 부득이한 경우에는 파이프슬리브 등을 이용해 배관을 단열 조치한 뒤 설치할 수 있다.

문제 35
고압가스 배관의 기밀시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1상용압력 이상으로 하되, 1MPa를 초과하는 경우 1MPa압력 이상으로 한다.
2원칙적으로 공기 또는 불활성 가스를 사용한다.
3취성파괴를 일으킬 우려가 없는 온도에서 실시한 다.
4기밀시험압력 및 기밀유지시간에서 누설 등의 이상이 없을 때 합격으로 한다.
정답 및 해설

고압가스 배관의 기밀시험은 상용압력 이상으로 하되, 0.7MPa를 초과하는 경우에는 0.7MPa 이상의 압력으로 실시할 수 있으므로 1MPa를 기준으로 삼은 설명은 틀렸다. 기밀시험은 원칙적으로 공기·불활성가스로, 취성파괴 우려가 없는 온도에서 실시하며 누설 등 이상이 없어야 합격이다.

문제 36
가스액화 분리장치의 구성 요소가 아닌 것은?
1한냉 발생장치
2정류장치
3불순물 제거장치
4접촉 분해장치
정답 및 해설

가스액화분리장치는 한냉 발생장치·정류(분축·흡수)장치·불순물 제거장치로 구성되며, 접촉분해장치는 도시가스 제조에서 탄화수소를 촉매로 분해하는 설비로 액화분리장치의 구성요소가 아니다.

문제 37
린데식 액화장치의 구조상 반드시 필요하지 않은 것은?
1열교환기
2팽창기
3팽창밸브
4액화기
정답 및 해설

린데식(단일 팽창밸브 방식) 액화장치는 열교환기와 팽창밸브, 액화기로 구성되어 단열팽창만으로 냉각·액화를 수행하며, 별도의 팽창기(피스톤이나 터빈으로 외부에 일을 하는 장치)는 클라우드식 등 팽창기 사이클에 필요한 요소로 린데식에는 반드시 필요하지 않다.

문제 38
도시가스의 연소과정에서 불완전 연소의 원인으로 거리가 가장 먼 것은?
1버너의 과열
2불충분한 공기의 공급
3불충분한 배기
4가스 조성이 맞지 않을 때
정답 및 해설

도시가스 불완전연소는 공기 공급 부족, 배기 불량, 가스 조성(발열량) 불일치 등에서 비롯되며, 버너의 과열은 오히려 완전연소를 돕는 조건이지 불완전연소의 직접 원인이 아니다.

문제 39

배관 내에서 발생하는 수격작용(water hammer)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

관 내 유속을 크게 할수록 수격작용이 완화된다.

2

밸브를 갑자기 닫거나 펌프가 급정지할 때 발생한다.

3

관로에 서지탱크(조압수조)를 설치하면 압력 상승을 흡수할 수 있다.

4

펌프에 플라이휠을 설치하면 회전속도의 급변을 완화할 수 있다.

정답 및 해설

수격작용에 의한 압력 상승은 유속 변화량에 비례하므로(주코프스키 식) 관 내 유속이 클수록 급정지 시 충격압이 커진다. ①은 반대로 서술되어 틀렸고, 방지책은 유속을 낮게 유지하는 것이다. 수격작용은 밸브의 급격한 개폐나 펌프의 급정지로 유체의 운동에너지가 압력파로 바뀌며 발생하고, 서지탱크는 압력 변동을 흡수하며, 플라이휠은 펌프 관성으로 속도 급변을 완화한다. 이 밖에 밸브를 송출구 가까이에 두고 서서히 조작하는 방법이 있다.

문제 40

탱크로리에서 저장탱크로 LP가스를 이송하는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

압축기 이송은 충전시간이 짧고 잔가스 회수가 가능하다.

2

펌프 이송은 잔가스 회수가 가능하고 베이퍼록이 발생하지 않는다.

3

차압에 의한 이송은 별도의 동력이 필요하지 않다.

4

압축기 이송은 부탄의 경우 온도가 낮으면 재액화의 우려가 있다.

정답 및 해설

액송펌프 이송은 액을 직접 밀어 보내는 방식이라 잔가스(기상부 가스) 회수가 불가능하고, 흡입측에서 액이 기화하면 베이퍼록이 발생하기 쉽다. ②는 두 가지 모두 반대로 서술되어 틀렸다. 압축기 이송은 기상부 가스를 압축해 탱크로리 쪽 압력을 높여 액을 밀어내는 방식으로 충전시간이 짧고 잔가스 회수가 가능하지만, 저온에서 부탄을 다루면 압축된 가스가 재액화할 우려가 있고 드레인 우려도 있다. 차압 이송은 자연 압력차를 이용하므로 동력이 불필요하나 이송시간이 길다.

문제 41
가연성가스와 공기혼합물의 점화원이 될 수 없는 것은?
1정전기
2단열압축
3융해열
4마찰
정답 및 해설

정전기·단열압축·마찰은 열이나 스파크를 발생시켜 점화원이 될 수 있지만, 융해열은 고체가 액체로 상태변화할 때 흡수하는 흡열 성질의 에너지이므로 점화원이 될 수 없다.

문제 42
압력방폭구조의 표시방법은?
1p
2d
3ia
4s
정답 및 해설

방폭구조의 표시기호는 내압방폭구조 d, 유입방폭구조 o, 안전증방폭구조 e, 본질안전방폭구조 ia·ib 등으로 정해져 있으며, 압력방폭구조는 p로 표시한다.

문제 43
가스안전성평가기법 중 정성적 안전성 평가기법은?
1체크리스트 기법
2결함수분석 기법
3원인결과분석 기법
4작업자실수분석 기법
정답 및 해설

체크리스트 기법은 사전에 준비된 점검항목에 따라 결함 유무를 정성적으로 평가하는 기법이며, 결함수분석·원인결과분석·작업자실수분석 기법은 확률과 수치를 다루는 정량적 안전성평가기법이다.

문제 44
특수가스의 하나인 실란(SiH4)의 주요 위험성은?
1상온에서 쉽게 분해된다.
2분해 시 독성물질을 생성한다.
3태양광에 의해 쉽게 분해된다.
4공기 중에 누출되면 자연발화 한다.
정답 및 해설

실란(SiH4)은 자기발화성(pyrophoric) 가스로서 공기 중에 누출되면 상온에서도 즉시 자연발화하는 것이 가장 큰 위험 특성이다.

문제 45
산화에틸렌(C2H4O)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1휘발성이 큰 물질이다.
2독성이 없고 화염속도가 빠르다.
3사염화탄소, 에테르 등에 잘 녹는다.
4물에 녹으면 안정된 수화물을 형성한다.
정답 및 해설

산화에틸렌은 독성·마취성이 있고 화염전파속도가 매우 빠른 위험한 가스이므로, 독성이 없다는 설명이 틀렸다. 휘발성이 크고 사염화탄소·에테르 등 유기용매에 잘 녹으며, 물에 녹아 안정된 수화물을 형성하는 것은 옳은 설명이다.

문제 46
다음 가스 중 불연성 가스가 아닌 것은?
1아르곤
2탄산가스
3질소
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤·탄산가스·질소는 스스로 연소하지 않는 불연성가스이지만, 일산화탄소는 가연성이자 독성인 가스이므로 불연성가스가 아니다.

문제 47
다음 독성가스 중 허용농도가 가장 낮은 가스는?
1암모니아
2염소
3산화에틸렌
4포스겐
정답 및 해설

허용농도(TLV)는 포스겐이 약 0.1ppm으로 암모니아(25ppm)·염소(0.5~1ppm)·산화에틸렌(1ppm)보다 훨씬 낮아 독성이 가장 강하다.

문제 48
부탄가스의 완전연소방정식을 다음과 같이 나타낼 때 화학양론 농도(Cst)는? (단, 공기중 산소는 21% 이다.)
C4H10+6.5O24CO2+5H2O\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}
11.8%
23.1%
35.5%
48.9%
정답 및 해설

부탄(C4H10\text{C}_4\text{H}_{10})의 완전연소식은 C4H10+6.5O24CO2+5H2O\text{C}_4\text{H}_{10}+6.5\text{O}_2\rightarrow4\text{CO}_2+5\text{H}_2\text{O}이며, 화학양론농도는 Cst=1001+4.773×nO2=1001+4.773×6.53.1%C_{st}=\dfrac{100}{1+4.773\times n_{O_2}}=\dfrac{100}{1+4.773\times6.5}\approx3.1\%이다.

문제 49
LPG 자동차 용기 충전시설에 설치되는 충전호스에 대한 기준으로 틀린 것은?
1충전호스의 길이는 5m이내 이어야 한다.
2정전기 제거장치를 설치해야 한다.
3가스 주입구는 원터치형으로 한다.
4호스에 과도한 인장력이 가해졌을 때 긴급차단장치가 작동해야 한다.
정답 및 해설

LPG 자동차 충전호스는 길이 5m 이내, 원터치형 가스주입기, 정전기 제거장치를 갖추어야 하며, 인장력에 대비한 안전장치는 호스에 과도한 힘이 가해지면 스스로 분리되는 긴급이탈장치를 설치하는 것이지, 압력을 감지해 작동하는 긴급차단장치를 의미하지 않으므로 이 설명은 틀렸다.

문제 50
아세틸렌가스를 온도에 관계없이 2.5㎫의 압력으로 압축할 때에 첨가해야 할 희석제로서 옳지 않은 것은?
1에틸렌
2메탄
3이소부탄
4일산화탄소
정답 및 해설

압축 아세틸렌의 표준 희석제는 질소·메탄·일산화탄소·에틸렌이며, 이소부탄은 아세틸렌 압축 시 사용하는 희석제 목록에 포함되지 않는다.

문제 51
다음 중 용기의 각인 표시 사항이 틀린 것은?
1내용적 : V
2내압시험압력 : TP
3최고충전압력 : HP
4동판 두께 : t
정답 및 해설

용기 각인에서 최고충전압력은 기호 FP로 표시하며, HP라는 기호는 사용하지 않으므로 이 설명이 틀렸다. 내용적은 V, 내압시험압력은 TP, 동판 두께는 t로 표시하는 것이 맞다.

문제 52
가연성 가스 충전시설의 고압가스 설비는 그 외면으로부터 산소 충전시설의 고압가스 설비와 몇 m 이상의 거리를 유지하여야 하는가?
13
25
38
410
정답 및 해설

가연성가스 제조시설의 고압가스설비는 그 외면으로부터 산소 제조시설의 고압가스설비와 10m 이상의 거리를 유지해야 하며, 다른 가연성가스 제조시설과는 5m 이상의 거리를 두면 된다.

문제 53
가연성 가스의 내부가스를 치환하여 수리할 때 가스농도는 폭발하한계의 얼마 이하까지 치환시키는가?
11/2 이하
22/4 이하
31/3 이하
41/4 이하
정답 및 해설

가연성가스 설비 내부를 치환하여 수리할 때는 잔류가스 농도를 폭발하한계의 1/4 이하까지 낮춘 뒤 작업해야 안전을 확보할 수 있다.

문제 54
연소기구에 접속된 고무관이 노후되어 직경 0.5㎜의 구멍이 뚫려 수주 280㎜의 압력으로 LP가스가 5시간 누출하였을 경우 LP가스 분출량은 약 몇 L인가? (단, LP가스의 분출압력 280mmH2O 에서 비중은 1.7로 한다)
1144L
2166L
3180L
4204L
정답 및 해설

작은 구멍을 통한 가스 분출량은 Q=0.009D2HS[m3/hr]Q=0.009D^{2}\sqrt{\dfrac{H}{S}}\,[\mathrm{m^3/hr}](D: 구멍지름 mm, H: 압력 mmH2O\mathrm{mmH_2O}, S: 비중) 식으로 구하며, 대입하면 Q=0.009×0.52×2801.70.0289m3/hr=28.9L/hrQ=0.009\times0.5^{2}\times\sqrt{\dfrac{280}{1.7}}\approx0.0289\,\mathrm{m^3/hr}=28.9\,\mathrm{L/hr}이다. 5시간 누출량은 28.9×5144L28.9\times5\approx144\,\mathrm{L}이다.

문제 55
가스설비실에 설치하는 가스누출경보기에 대한 설명으로 틀린 것은?
1담배연기 등 잡가스에는 경보가 울리지 않아야 한다.
2경보기의 경보부와 검지부는 분리하여 설치할 수 있어야 한다.
3경보가 울린 후 주위의 가스농도가 변화되어도 계속 경보를 울려야 한다.
4경보기의 검지부는 연소기의 폐가스가 접촉하기 쉬운 곳에 설치한다.
정답 및 해설

가스누출경보기의 검지부는 오작동을 막기 위해 연소기의 배기가스(폐가스)가 접촉하기 쉬운 곳을 피해 설치해야 하므로, 그런 곳에 설치한다는 설명은 틀렸다. 잡가스 무반응, 경보부·검지부 분리 설치 가능, 경보 발신 후 농도가 변해도 확인·정지 조작 전까지 경보를 계속 울리는 것은 옳은 설명이다.

문제 56
일반도시가스공급시설의 기화장치에 대한 기준으로 틀린 것은?
1기화장치에는 액화가스가 넘쳐흐르는 것을 방지 하는 장치를 설치한다.
2기화장치는 직화식 가열구조가 아닌 것으로 한다.
3기화장치로서 온수로 가열하는 구조의 것은 급수 부에 동결방지를 위하여 부동액을 첨가한다.
4기화장치의 조작용 전원이 정지할 때에도 가스공급을 계속 유지할 수 있도록 자가발전기를 설치한다.
정답 및 해설

온수로 가열하는 구조의 기화장치는 동결방지를 위해 부동액을 첨가하는 곳이 급수부가 아니라 온수부이므로, 급수부에 부동액을 넣는다는 설명은 기준과 다르다. 액화가스가 넘쳐흐르는 것을 방지하는 장치 설치, 직화식이 아닌 가열구조, 조작용 전원 정지 시에도 가스공급을 유지하기 위한 자가발전기 설치는 KGS FS551의 기화장치 기준에 맞는 내용이다.

문제 57

액화석유가스의 안전관리 및 사업법령상 다중이용시설에 해당하지 않는 것은?

1

「유통산업발전법」에 따른 대형마트·백화점·쇼핑센터

2

「의료법」에 따른 종합병원

3

「도로교통법」에 따른 고속도로의 휴게소

4

「초·중등교육법」에 따른 학교

정답 및 해설

현행 시행규칙 별표 2의 다중이용시설은 대형마트·전문점·백화점·쇼핑센터·복합쇼핑몰 등 대규모점포, 공항의 여객청사, 여객자동차터미널, 철도 역사, 고속도로 휴게소, 관광호텔업·전문휴양업·종합휴양업·종합유원시설업 시설, 경마장, 청소년수련시설, 종합병원, 항만의 종합여객시설, 그리고 시·도지사가 지정하는 저장능력 100kg 초과 시설이다. 학교는 이 목록에 없으므로 ④가 정답이다. [재작성 근거 변경점] 원형 문항의 정답이던 「문화재보호법에 따른 지정문화재 건축물」이 목록에 없다는 구도는 현행에도 유효하나, 보기의 근거 법령명이 대거 개정되었다. 「대형점·백화점·쇼핑센터」는 2020. 8. 5. 개정으로 「대형마트·전문점·백화점·쇼핑센터·복합쇼핑몰 및 그 밖의 대규모점포」로, 공항 여객청사의 근거는 항공법 폐지로 「공항시설법」으로 바뀌었다. 이에 보기를 현행 명칭으로 재구성하고 정답 축을 학교로 교체했다.

문제 58

벌크로리로 수요자의 소형저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때의 기준으로 틀린 것은?

1

충전하기 전에 소형저장탱크 안의 잔량을 확인한다.

2

충전 중에는 액면계의 움직임과 펌프 등의 작동을 주의·감시하여 과충전을 방지한다.

3

충전작업은 공급자인 충전사업자가 채용한 안전관리자가 지켜보는 가운데 한다.

4

충전작업이 완료되면 안전 커플링으로부터의 가스누출이 없는지 확인한다.

정답 및 해설

충전작업은 수요자가 채용한 안전관리자가 지켜보는 가운데 하여야 한다. ③의 '공급자가 채용한 안전관리자'는 주체가 틀렸다. 이 밖에 충전 전 탱크 안의 잔량 확인, 충전 중 액면계·펌프 작동 감시에 의한 과충전 방지 등 위해 방지 조치, 충전 완료 후 안전 커플링의 가스누출 확인이 요구된다. [재작성 근거 변경점] 원형 문항의 「세이프티카플링」은 용어 개정으로 「안전 커플링」이 되었고, 적용 대상이 소형저장탱크에서 「소형저장탱크 또는 저장능력 10톤 이하인 저장탱크」로 확대되었으며, 10톤 이하 저장탱크 충전 시 벌크로리의 탱크주밸브를 통하여 충전하는 원칙이 신설되었다. 원형 보기의 「수요자가 특정사용자인지 확인하고 공급」 항목은 현행 이 별표의 벌크로리 충전 기준에는 없는 서술이라 제외하고, 현행 조문의 항목만으로 보기를 재구성했다.

문제 59

고압가스 판매시설의 용기보관장소에 충전용기를 보관할 때의 기준으로 틀린 것은?

1

충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.

2

가연성가스·독성가스 및 산소의 용기는 각각 구분하여 놓는다.

3

용기보관장소의 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성·발화성 물질을 두지 않는다.

4

내용적이 10L 이하인 충전용기는 넘어짐에 의한 충격 방지 조치를 생략할 수 있다.

정답 및 해설

넘어짐 등에 의한 충격 및 밸브 손상 방지 조치를 생략할 수 있는 것은 내용적 5L 이하인 충전용기이다. ④의 10L는 틀렸다. 이 밖에 충전용기는 항상 40℃ 이하로 유지하고 직사광선을 받지 않도록 하며, 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 않고, 가연성가스 용기보관장소에는 방폭형 휴대용 손전등 외의 등화를 지니고 들어가지 않아야 한다.

문제 60

고압가스 용기의 외면 도색이 옳게 연결된 것은?

1

의료용 산소 - 녹색

2

공업용 액화탄산가스 - 청색

3

아세틸렌 - 회색

4

액화암모니아 - 갈색

정답 및 해설

그 밖의(공업용) 가스용기에서 액화탄산가스는 청색이므로 ②가 옳다. 의료용 가스용기의 산소는 백색이고 녹색은 공업용 산소의 도색이다(①). 아세틸렌은 황색이며 회색은 그 밖의 가스에 적용된다(③). 액화암모니아는 백색이고 갈색은 액화염소이다(④). 의료용 용기는 상단부에 폭 2cm의 백색(산소는 녹색) 띠를 두 줄로 표시한다.

문제 61
전기 저항식 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열전대 온도계에 비하여 높은 온도를 측정하는데 적합하다.
2저항선의 재료는 온도에 의한 전기저항의 변화(저항 온도계수)가 커야 한다.
3저항 금속재료는 주로 백금, 니켈, 구리가 사용된다.
4일반적으로 금속은 온도가 상승하면 전기 저항값이 올라가는 원리를 이용한 것이다.
정답 및 해설

전기저항식 온도계는 금속의 전기저항이 온도에 따라 변하는 원리를 이용하며, 백금 저항온도계 기준으로도 약 500℃ 내외까지가 실용 범위여서 1000℃ 이상 고온 측정에는 열전대가 더 적합하다. 따라서 전기저항식이 열전대보다 높은 온도 측정에 적합하다는 설명은 틀렸다.

문제 62
증기압식 온도계에 사용되지 않는 것은?
1아닐린
2알코올
3프레온
4에틸에테르
정답 및 해설

증기압식(압력식) 온도계는 프레온·에틸에테르·아닐린과 같은 휘발성 액체의 포화증기압 변화를 이용하며, 알코올은 주로 액체팽창을 이용하는 유리 온도계에 사용되는 충전액으로 증기압식 온도계에는 쓰이지 않는다.

문제 63
가스크로마토그래피에서 사용하는 검출기가 아닌 것은?
1원자방출검출기(AED)
2황화학발광검출기(SCD)
3열추적검출기(TTD)
4열이온검출기(TID)
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 대표 검출기로는 열전도도검출기(TCD), 열이온검출기(TID), 원자방출검출기(AED), 황화학발광검출기(SCD) 등이 있으며, '열추적검출기(TTD)'라는 검출기는 존재하지 않는다.

문제 64
차압식 유량계로 유량을 측정하였더니 교축기구 전후의 차압이 20.25 Pa 일 때 유량이 25m3/h 이었다. 차압이 10.50 Pa 일 때의 유량은 약 몇 m3/h 인가?
113
218
323
428
정답 및 해설

차압식 유량계는 유량이 차압의 제곱근에 비례(QΔPQ\propto\sqrt{\Delta P})하므로, Q2=Q1ΔP2ΔP1=25×10.5020.2518m3/hQ_2=Q_1\sqrt{\dfrac{\Delta P_2}{\Delta P_1}}=25\times\sqrt{\dfrac{10.50}{20.25}}\approx18\,\mathrm{m^3/h}이다.

문제 65
가스분석법 중 흡수분석법에 해당하지 않는 것은?
1헴펠법
2산화구리법
3오르자트법
4게겔법
정답 및 해설

흡수분석법은 헴펠법·오르자트법·게겔법처럼 시약에 성분가스를 흡수시켜 부피 감소로 정량하는 방법이며, 산화구리법은 시료를 연소(산화)시켜 정량하는 연소분석법이므로 흡수분석법에 해당하지 않는다.

문제 66
초음파 레벨 측정기의 특징으로 옳지 않은 것은?
1측정대상에 직접 접촉하지 않고 레벨을 측정할 수 있다.
2부식성 액체나 유속이 큰 수로의 레벨도 측정할 수 있다.
3측정범위가 넓다.
4고온, 고압의 환경에서도 사용이 편리하다.
정답 및 해설

초음파 레벨계는 비접촉으로 부식성 액체나 유속이 큰 곳에서도 넓은 측정범위로 사용할 수 있지만, 고온·고압 환경에서는 음속 변화와 밀봉·내압 구조의 제약으로 사용이 어려워 편리하다는 설명은 틀렸다.

문제 67
일반적으로 공장자동화에 가장 많이 응용되는 제어방법은 무엇인가?
1캐스케이드제어
2프로그램제어
3시퀀스제어
4피드백제어
정답 및 해설

공장자동화(FA)에서는 미리 정해진 순서와 조건에 따라 각 공정이 차례로 진행되는 시퀀스제어가 가장 널리 응용된다.

문제 68
열전대 온도계의 일반적인 종류로서 옳지 않은 것은?
1구리-콘스탄탄
2백금-백금ㆍ로듐
3크로멜-콘스탄탄
4크로멜-알루멜
정답 및 해설

일반적으로 널리 쓰이는 4대 열전대는 백금-백금로듐(R/S형)·크로멜-알루멜(K형)·철-콘스탄탄(J형)·구리-콘스탄탄(T형)이며, 크로멜-콘스탄탄 조합은 통상적인 열전대 종류로 다루지 않는다.

문제 69
벨로즈식 압력계에서 압력 측정 시 벨로즈 내부에 압력이 가해질 경우 원래 위치로 돌아가지 않는 현상을 의미하는 것은?
1limited 현상
2bellows 현상
3end all 현상
4hysteresis 현상
정답 및 해설

벨로즈에 압력을 가했다가 제거해도 처음 위치로 완전히 돌아가지 않고 변형이 남는 현상을 히스테리시스(hysteresis) 현상이라 한다.

문제 70
바이메탈에 사용되는 인바판의 길이를 20℃에서 측정하니 20mm 이었다. 100℃에서 다시 측정했을 경우 늘어난 길이는 얼마인가? (단, 인바의 선팽창계수는 0.877×10-6 이다.)
10.014mm
20.04mm
30.0014mm
40.004mm
정답 및 해설

열팽창에 의한 길이 변화는 ΔL=LαΔT=20×0.877×106×(10020)0.0014mm\Delta L=L\alpha\Delta T=20\times0.877\times10^{-6}\times(100-20)\approx0.0014\,\mathrm{mm}이다.

문제 71
밀도 0.8 kg/m3 의 가스를 사용최대유량 2 m3/h 로 운전하였더니 막식 가스미터의 입구압력이 50mmHg 였다. 검정통과에 필요한 측정유동율 범위에 해당하는 출구압력의 범위를 구하시오.
10 ∼15mmHg
215 ∼30mmHg
325∼40mmHg
435 ∼50mmHg
문제 72
온도 49℃, 압력 1atm의 습한 공기 205kg 중 10kg 수증기를 함유하고 있을 때 이 공기의 절대습도는? (단, 49℃에서 물의 증기압은 88mHg이다.)
10.025kg H2O/kg·dry(air)
20.048kg H2O/kg·dry(air)
30.051kg H2O/kg·dry(air)
40.250kg H2O/kg·dry(air)
정답 및 해설

절대습도는 건조공기 단위질량당 수증기 질량이다. 습공기 205kg 중 수증기가 10kg이므로 건조공기는 195kg이고, 절대습도는 101950.051kgH2O/kgdry(air)\dfrac{10}{195}\approx0.051\,\mathrm{kg\,H_2O/kg\cdot dry(air)}이다.

문제 73
1kΩ 저항에 100V의 전압이 사용되었을 때 발생하는 전력은 몇 W인가?
15
210
320
450
정답 및 해설

전력은 P=V2R=10021000=10WP=\dfrac{V^{2}}{R}=\dfrac{100^{2}}{1000}=10\,\mathrm{W}이다.

문제 74
고속회전형 가스미터로서 소형으로 대용량의 계량이 가능하고, 가스압력이 높아도 사용이 가능한 가스미터는?
1막식가스미터
2습식가스미터
3루츠(Roots)가스미터
4로터미터
정답 및 해설

루츠(Roots)가스미터는 회전자가 고속으로 회전하는 고속회전형 미터로, 소형이면서도 대용량 계량이 가능하고 압력이 높은 배관에도 사용할 수 있다.

문제 75
기준 가스미터의 지시량이 380m3/h이고, 시험대 상인 가스미터의 유량이 400m3/h이라면 이 가스미터의 오차율은 얼마인가?
14.0%
24.2%
35.0%
45.2%
정답 및 해설

가스미터의 오차율은 E=시험대상 지시량기준기 지시량시험대상 지시량×100E=\dfrac{\text{시험대상 지시량}-\text{기준기 지시량}}{\text{시험대상 지시량}}\times100으로 구하며, E=400380400×100=5.0%E=\dfrac{400-380}{400}\times100=5.0\%이다.

문제 76
계랑, 계측기의 교정이라 함은 무엇을 뜻하는가?
1계량, 계측기의 지시 값과 표준기의 지시 값과의 차이를 구하여 주는 것
2계량, 계측기의 지시 값을 평균하여 참값과의 차이가 없도록 가산하여 주는 것
3계량, 계측기의 지시 값과 참값과의 차를 구하여 주는 것
4계량, 계측기의 지시 값을 참값과 일치하도록 수정하는 것
정답 및 해설

교정이란 계량·계측기의 지시값을 표준기(참값)와 비교해 그 차이만큼 지시값을 참값에 일치하도록 수정하는 작업을 말한다.

문제 77
스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙을 이용한 온도계는?
1방사 온도계
2유리 온도계
3열전대 온도계
4광전 온도계
정답 및 해설

스테판-볼츠만 법칙은 물체가 방출하는 복사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 법칙으로, 이를 이용해 비접촉으로 온도를 측정하는 온도계가 방사(복사)온도계이다.

문제 78
물체는 고온이 되면, 온도 상승과 더불어 짧은 파장의 에너지를 발산한다. 이러한 원리를 이용하는 색온도계의 온도와 색과의 관계가 바르게 짝지어진 것은?
1800℃ - 오렌지색
21000℃ - 노란색
31200℃ - 눈부신 황백색
42000℃ - 매우 눈부신 흰색
정답 및 해설

색온도계는 고온 물체일수록 짧은 파장(청색 쪽) 빛의 비중이 커진다는 원리를 이용하며, 온도가 올라갈수록 색은 암적색→오렌지색→황백색→백색→매우 눈부신 흰색 순으로 변하므로 약 2000℃에서는 매우 눈부신 흰색을 띤다.

문제 79

액면계의 종류와 측정원리의 연결로 틀린 것은?

1

플로트식 - 액면에 뜬 부자의 위치 변화를 이용

2

초음파식 - 액체의 유전율 변화를 이용

3

차압식 - 액면 높이에 비례하는 정압의 차를 이용

4

정전용량식 - 전극 사이 정전용량의 변화를 이용

정답 및 해설

초음파식 액면계는 송수파기에서 발사한 초음파가 액면에서 반사되어 되돌아오는 왕복시간으로 액면까지의 거리를 구하는 방식이다. ②의 유전율 변화는 정전용량식의 원리이므로 틀렸다. 정전용량식은 전극 사이 매질(액체·기체)의 유전율 차이에 따른 정전용량 변화로 액위를 측정한다. 차압식은 액면 높이에 비례하는 액주 정압(ρgh)과 기준압의 차를 이용하며 밀폐탱크의 연속 측정에 적합하고, 플로트식은 부력으로 뜬 부자의 위치를 기계적·전기적으로 전달한다.

문제 80

습도에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

노점이 높을수록 공기 중에 포함된 수증기량은 적다.

2

절대습도는 건조공기 1kg에 포함된 수증기의 질량으로 나타낸다.

3

상대습도는 수증기 분압과 그 온도의 포화수증기압의 비를 백분율로 나타낸 것이다.

4

습공기를 냉각하면 상대습도가 커지고 노점에 이르면 응축이 시작된다.

정답 및 해설

노점(이슬점)은 습공기를 냉각할 때 수증기가 포화되어 응축이 시작되는 온도이다. 수증기량이 많을수록 수증기 분압이 높아 더 높은 온도에서 포화에 도달하므로 노점이 높다는 것은 수증기량이 많다는 뜻이다. ①은 반대로 서술되어 틀렸다. 절대습도는 건조공기 1kg당 수증기 질량(kg/kg'), 상대습도는 수증기 분압/포화수증기압 × 100%이며, 냉각 시 포화수증기압이 작아져 상대습도가 커지고 100%가 되는 온도가 노점이다.

문제 1
기체연료의 연소에서 일반적으로 나타나는 연소의 형태는?
1확산연소
2증발연소
3분무연소
4액면연소
정답 및 해설

기체연료는 이미 기체 상태이므로 별도의 증발·분해 과정 없이 공기와 확산·혼합되면서 연소한다. 이 형태를 확산연소라 하며, 증발연소·분무연소·액면연소는 액체연료의 연소 형태이다.

문제 2
실제가스가 이상기체 상태방정식을 만족하기 위한 조건으로 옳은 것은?
1압력이 낮고, 온도가 높을 때
2압력이 높고, 온도가 낮을 때
3압력과 온도가 낮을 때
4압력과 온도가 높을 때
정답 및 해설

이상기체 상태방정식은 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 무시한 모델이므로, 분자 간 거리가 멀어 상호작용이 작아지는 저압·고온 조건에서 실제기체가 이 방정식에 가장 가깝게 거동한다.

문제 3
내압방폭구조로 방폭전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은?
1가연성가스의 발화점
2가연성가스의 연소열
3가연성가스의 최대안전틈새
4가연성가스의 최소 점화에너지
정답 및 해설

내압방폭구조는 용기 내부의 폭발압력에 견디면서 화염이 접합면 틈새를 통해 외부로 전파되지 않도록 설계하는 구조이므로, 틈새를 통한 화염 전파 여부를 좌우하는 가연성가스의 최대안전틈새(MESG)가 설계상 가장 중요한 고려사항이다.

문제 4
밀폐된 용기 속에 3atm, 25℃에서 프로판과 산소가 2 : 8의 몰비로 혼합되어 있으며 이것이 연소하면 다음 식과 같이 된다. 연소 후 용기내의 온도가 2500K로 되었다면 용기 내의 압력은 약 몇 atm이 되는가?
2C3H8+8O26H2O+4CO2+2CO+2H2O2\mathrm{C_3H_8} + 8\mathrm{O_2} \rightarrow 6\mathrm{H_2O} + 4\mathrm{CO_2} + 2\mathrm{CO} + 2\mathrm{H_2O}
13
215
325
435
정답 및 해설

주어진 2:8 몰비는 완전연소에 필요한 화학양론비(1:5)보다 산소가 부족하므로 일부는 CO로 남는 불완전연소가 되며, 반응식은 2C3H8+8O22CO2+4CO+8H2O2\text{C}_3\text{H}_8+8\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2+4\text{CO}+8\text{H}_2\text{O}로 정리된다. 반응 전 총 몰수는 10몰, 반응 후는 2+4+8=142+4+8=14몰이며, 부피가 일정한 용기이므로 P2=P1×n2n1×T2T1=3×1410×250029835atmP_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=3\times\dfrac{14}{10}\times\dfrac{2500}{298}\approx35\,\mathrm{atm}이다.

문제 5
아세틸렌 가스의 위험도(H)는 약 얼마인가?
121
223
331
433
정답 및 해설

위험도 H=ULLH=\dfrac{U-L}{L}이며, 아세틸렌의 폭발범위는 약 2.5~81v%이므로 H=812.52.531H=\dfrac{81-2.5}{2.5}\approx31이다.

문제 6
일반적으로 온도가 10℃ 상승하면 반응속도는 약 2배 빨라진다. 40℃의 반응온도를 100℃로 상승시키면 반응속도는 몇 배 빨라지는가?
126
225
324
423
정답 및 해설

10℃ 상승마다 반응속도가 2배가 되므로, 40℃에서 100℃까지 60℃ 상승은 10℃ 구간이 6번 반복된 것이다. 따라서 반응속도는 262^{6}배가 된다.

문제 7
밀폐된 용기 내에 1atm, 27℃ 프로판과 산소가 부피 비로 1 : 5의 비율로 혼합되어 있다. 프로판이 다음과 같이 완전연소하여 화염의 온도가 1000℃가 되었다면 용기 내에 발생하는 압력은 얼마가 되겠는가?
C3H8+5O23CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}
11.95atm
22.95atm
33.95atm
44.95atm
정답 및 해설

프로판:산소=1:5는 C3H8+5O23CO2+4H2O\text{C}_3\text{H}_8+5\text{O}_2\rightarrow3\text{CO}_2+4\text{H}_2\text{O}의 화학양론비와 정확히 일치하므로 완전연소하며 몰수는 반응 전 6몰에서 반응 후 7몰로 변한다. 부피 일정 조건에서 P2=P1×n2n1×T2T1=1×76×12733004.95atmP_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=1\times\dfrac{7}{6}\times\dfrac{1273}{300}\approx4.95\,\mathrm{atm}이다.

문제 8
다음은 연소를 위한 최소 산소량(Minimum oxygen for combustion,MOC)에 관한 사항이다. 옳은 것은?
1가연성 가스의 종류가 같으면 함께 존재하는 불연성 가스의 종류에 따라 MOC 값이 다르다.
2MOC를 추산하는 방법 중에는 가연성 물질의 연소상한계값(H)에 가연물 1몰이 완전 연소할 때 필요한 과잉 산소의 양론 계수값을 곱하여 얻는 방법도 있다.
3계 내에 산소가 MOC 이상으로 존재하도록 하기 위한 방법으로 불활성 기체를 주입하여 계의 압력을 상승시키는 방법이 있다.
4가연성 물질의 종류가 같으면 MOC 값도 다르다.
정답 및 해설

MOC는 이론적으로는 연소하한계와 산소 몰수로 계산되는 고정값이지만, 실제 측정값은 함께 존재하는 불활성가스(질소·이산화탄소 등)의 비열·소염 특성에 따라 달라지므로 같은 가연성가스라도 희석 불활성가스 종류에 따라 실측 MOC가 달라진다. MOC 산정에 쓰이는 것은 연소상한계가 아닌 연소하한계이며, 계 내 산소를 MOC 미만으로 유지하는 것이 목적이므로 불활성기체 주입으로 압력을 높이는 방법은 MOC 개념과 무관하다.

문제 9
다음 각 화재의 분류가 잘못된 것은?
1A급 - 일반화재
2B급 - 유류화재
3C급 - 전기화재
4D급 - 가스화재
정답 및 해설

화재 분류에서 D급은 마그네슘·나트륨 등 금속화재를 의미하며, 가스화재는 기체 가연물의 화재로 별도로 B급(유류·가스 등 인화성 물질 화재)에 포함되므로 D급을 가스화재로 규정한 것은 틀렸다.

문제 10
안전간격에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1안전간격은 방폭전기기기 등의 설계에 중요하다.
2한계직경은 가는 관 내부를 화염이 진행할 때 도중에 꺼지는 관의 직경이다.
3두 평행판 간의 거리를 화염이 전파하지 않을 때까지 좁혔을 때 그 거리를 소염거리라고 한다.
4발화의 제반조건을 갖추었을 때 화염이 최대한으로 전파되는 거리를 화염일주라고 한다.
정답 및 해설

화염일주(안전간격)는 발화 조건이 갖추어졌을 때 화염이 틈새를 통해 전파될 수 있는 최대 틈새 값(한계)을 뜻하는 것이지, 화염이 최대로 전파되는 거리를 의미하지 않는다. 안전간격이 좁을수록 위험등급이 높은 가스로 분류되며 방폭기기 설계의 기초 자료로 쓰인다.

문제 11
위험성을 나타내는 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1비등점이 낮으면 인화의 위험성이 높아진다.
2유지, 파라핀 등 가연성 고체는 화재 시가연성 액체로 되어 화재를 확대한다.
3물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체는 물과의 혼합에 의해 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다.
4전기전도도가 낮은 인화성 액체는 유동이나 여과 시 정전기를 발생하기 쉽다.
정답 및 해설

가연성 액체가 물과 섞이면 성분의 분압(증기압)이 오히려 낮아져 인화점이 높아지는 것이 일반적이므로, 물과 혼합 시 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다는 설명은 틀렸다. 나머지 항목(낮은 비등점일수록 인화 위험 증가, 가연성 고체의 액화에 의한 화재 확대, 낮은 전기전도도 물질의 정전기 대전)은 모두 옳은 설명이다.

문제 12
아래 세 반응의 반응열 사이에서 Q3 = Q1 + Q2 의 식이 성립되는 법칙을 무엇이라 하는가?
1돌톤의 법칙
2헤스의 법칙
3헨리의 법칙
4톰슨의 법칙
정답 및 해설

전체 반응의 반응열이 그 반응을 몇 단계로 나눈 반응열의 합과 같다는 것은 헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)이다. 반응열은 경로에 무관하고 처음과 나중 상태에만 의존하므로 Q3=Q1+Q2Q_3=Q_1+Q_2가 성립한다.

문제 13
분진폭발의 위험성을 방지하기 위한 방법으로 잘못된 것은?
1분진의 산란이나 퇴적을 방지하기 위하여 정기적으로 분진을 제거한다.
2분진의 취급 방법을 건식법으로 한다.
3분진이 일어나는 근처에 습식의 스크러버 장치를 설치한다.
4환기장치는 공정별로 단독집진기를 사용한다.
정답 및 해설

분진폭발을 막으려면 분진이 비산·퇴적하지 않도록 물을 뿌리는 습식법으로 취급해야 하며, 건식법은 오히려 분진 비산을 조장해 폭발 위험을 높이므로 잘못된 방법이다.

문제 14
다음중 가연물의 조건으로서 가치가 없는 것은?
1발열량이 큰 것
2열전도율이 큰 것
3활성화에너지가 작은 것
4산소와의 친화력이 큰 것
정답 및 해설

좋은 가연물의 조건은 발열량과 산소와의 친화력이 크고 활성화에너지가 작아 착화가 쉬운 것인데, 열전도율이 크면 발생한 열이 주위로 빠르게 확산되어 축적되지 못하므로 오히려 착화·연소에 불리하다. 따라서 열전도율이 큰 것은 가연물 조건으로서 가치가 없다.

문제 15
화염의 색에 따른 불꽃의 온도가 낮은 것에서 높은 것의 순서로 바르게 나타낸 것은?
1암적색 → 황적색 → 적색 → 백적색 → 휘백색
2암적색 → 적색 → 백적색 → 황적색 → 휘백색
3암적색 → 백적색 → 적색 → 황적색 → 휘백색
4암적색 → 적색 → 황적색 → 백적색 → 휘백색
정답 및 해설

불꽃의 온도가 낮은 색부터 높은 색 순서는 암적색(약 700℃)→적색→황적색→백적색→휘백색(약 1500℃ 이상) 순으로 온도가 높아질수록 파장이 짧은 빛이 강해지며 색이 밝아진다.

문제 16
다음 중 연소속도와 미연소혼합기의 유속과의 관계에서 역화가 일어날 수 있는 조건은?
1연소속도와 유속이 같을 때
2연소속도가 유속보다 빠를 때
3연소속도가 유속보다 느릴 때
4연소속도가 유속에 비해 심히 느릴 때
정답 및 해설

역화(back fire)는 연소속도가 미연소 혼합기의 유속보다 빨라 화염이 버너 쪽으로 거슬러 올라가는 현상이므로, 연소속도가 유속보다 빠를 때 발생할 수 있다.

문제 17
다음 가연성 기체(증기)와 공기 혼합기체 폭발범위의 크기가 작은 것부터 큰 순서대로 나열된 것은?
1③,②,⑤,①,④
2③,⑤,②,④,①
3④,①,⑤,②,③
4④,③,①,⑤,②
정답 및 해설

각 가스의 폭발범위(부피%)와 그 폭은 프로판 2.1~9.5(7.4), 메탄 5~15(10), 메탄올 7~37(30), 수소 4~75(71), 아세틸렌 2.5~81(78.5)이다. 따라서 폭발범위의 크기가 작은 것부터 나열하면 프로판, 메탄, 메탄올, 수소, 아세틸렌 순이다.

문제 18
가스의 폭발범위에 대한 설명으로 옳은 것은?
1가스의 온도가 높아지면 폭발범위는 좁아진다.
2폭발상한과 폭발하한의 차이가 작을수록 위험도는 커진다.
3압력이 1atm 보다 낮아질 때 폭발범위는 큰 변화가 생긴다.
4고온, 고압 상태의 경우에 가스압이 높아지면 폭발 범위는 넓어진다.
정답 및 해설

가스압이 높아지는 고온·고압 상태에서는 분자 운동이 활발해지고 산소와의 접촉 기회가 늘어나 일반적으로 폭발범위가 넓어진다. 온도가 높아지면 폭발범위는 넓어지고, 폭발상한과 하한의 차이가 클수록 위험도가 크며, 상압보다 낮은 저압에서는 폭발범위 변화가 크지 않다.

문제 19

가연성가스 취급설비에서 정전기의 발생을 방지하거나 제거하기 위한 대책으로 틀린 것은?

1

설비와 배관을 접지하고 도체 상호 간을 본딩한다.

2

공기를 가습하여 상대습도를 70% 이상으로 높인다.

3

배관 내 유체의 유속을 크게 하여 대전된 전하를 신속히 배출한다.

4

제전기를 설치하여 주위 공기를 이온화한다.

정답 및 해설

정전기는 유체가 배관·노즐을 빠르게 흐를 때 마찰·분출에 의해 발생하므로 유속을 크게 하면 오히려 대전량이 증가한다. ③이 틀렸고, 올바른 대책은 유속을 제한하는 것이다. 접지·본딩은 발생한 전하를 대지로 흘려보내고, 가습(상대습도 70% 이상)은 공기 중 수분을 통해 전하가 누설되게 하며, 제전기는 공기를 이온화하여 대전체의 전하를 중화한다. 이 밖에 대전방지제 사용, 도전성 재료 사용 등이 있다.

문제 20

소화 방법과 소화 원리의 연결로 틀린 것은?

1

가스 공급밸브를 잠가 연료의 공급을 중단한다 - 제거소화

2

연소물에 물을 뿌려 온도를 낮춘다 - 냉각소화

3

불활성가스로 연소물을 덮어 산소 공급을 차단한다 - 질식소화

4

할로겐화합물 소화약제로 연소의 연쇄반응을 차단한다 - 제거소화

정답 및 해설

할로겐화합물 소화약제는 연소 과정에서 생성되는 활성 라디칼과 반응하여 연쇄반응을 차단하는 부촉매 작용을 하므로 억제소화(부촉매소화)에 해당한다. ④의 제거소화 연결이 틀렸다. 제거소화는 가연물 자체를 없애는 것(밸브 차단, 가스전 화재의 폭풍 이용 등), 냉각소화는 물 등으로 발화점 이하로 온도를 낮추는 것, 질식소화는 이산화탄소·포말 등으로 산소농도를 낮추는 것이다.

문제 21
가스의 압축방식이 아닌 것은?
1등온압축
2단열압축
3폴리트로픽압축
4감열압축
정답 및 해설

가스의 압축방식은 압축 중 온도 변화 형태에 따라 등온압축·단열압축·폴리트로픽압축으로 구분되며, '감열압축'이라는 압축방식은 존재하지 않는다.

문제 22
공기 액화장치 중 수소, 헬륨을 냉매로 하며 2개의 피스톤이 한 실린더에 설치되어 팽창기와 압축기의 역할을 동시에 하는 형식은?
1캐스케이드식
2캐피자식
3클라우드식
4필립스식
정답 및 해설

필립스식 공기액화장치는 수소·헬륨을 냉매로 사용하며, 하나의 실린더 안에 설치된 2개의 피스톤이 각각 팽창기와 압축기 역할을 동시에 수행하는 형식이다.

문제 23
용적형(왕복식) 펌프에 해당하지 않는 것은?
1플런저 펌프
2다이어프램 펌프
3피스톤 펌프
4제트 펌프
정답 및 해설

왕복동(용적형) 펌프는 플런저·피스톤·다이어프램 펌프처럼 왕복 운동으로 유체를 밀어내는 방식이며, 제트펌프는 유체(구동유체)의 운동에너지로 다른 유체를 흡인·수송하는 비용적형(특수) 펌프이므로 왕복식 펌프에 해당하지 않는다.

문제 24
금속 재료에서 어느 온도 이상에서 일정 하중이 작용할 때 시간의 경과와 더불어 그 변형이 증가하는 현상을 무엇 이라고 하는가?
1크리프
2시효경과
3웅력부식
4저온취성
정답 및 해설

금속이 어느 온도 이상에서 일정 하중을 받으며 시간이 지남에 따라 변형이 계속 증가하는 현상을 크리프라 하며, 고온·고압 배관 설계 시 반드시 고려해야 하는 물성이다.

문제 25
공기액화분리장치의 폭발원인과 대책에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1장치 내에 여과기를 설치하여 폭발을 방지한다.
2압축기의 윤활유에는 안전한 물을 사용한다.
3공기 취입구에서 아세틸렌의 침입으로 폭발이 발생한다.
4질화화합물의 혼입으로 폭발이 발생한다.
정답 및 해설

공기액화분리장치 압축기의 윤활유는 안전한 물이 아니라 인화점이 높고 안전한 광유(윤활유)를 사용해야 하며, 물을 사용하면 오히려 결빙·부식 등의 문제가 발생한다. 아세틸렌·질화화합물의 혼입, 여과기 설치를 통한 이물질 제거는 실제 폭발 원인·대책과 관련된 옳은 설명이다.

문제 26
다음은 용접용기의 동판두께를 계산하는 식이다. 이 식에서 S는 무엇을 나타내는가?
t=PD2Sη1.2P+Ct = \dfrac{PD}{2S\eta - 1.2P}+C
1여유두께
2동판의 내경
3최고충전압력
4재료의 허용응력
정답 및 해설

용접용기 동판 두께 계산식(t=PD2Sη1.2P+Ct=\dfrac{PD}{2S\eta-1.2P}+C 형태)에서 S는 재료의 허용응력을 나타내며, 이는 재료의 인장강도를 안전율로 나눈 값이다.

문제 27
과열과 과냉이 없는 증기압축 냉동사이클에서 응축온도가 일정할 때 증발온도가 높을수록 성적계수는?
1감소
2증가
3불변
4감소와 증가를 반복
정답 및 해설

응축온도가 일정할 때 증발온도가 높아지면 압축기가 만들어야 하는 압력차(압축비)가 줄어 소요 압축일이 감소하므로, 냉동효과 대비 일의 비인 성적계수(COP)는 증가한다.

문제 28
표준상태의 조직을 가지는 탄소강에서 탄소의 함유량이 증가함에 따라 감소하는 성질은?
1인장강도
2충격값
3강도
4항복점
정답 및 해설

탄소강은 탄소 함유량이 증가할수록 인장강도·경도·항복점은 커지지만, 조직이 취약해지면서 연신율과 충격값(인성)은 감소한다.

문제 29
가연성 액화가스를 탱크로리로 충전하던 중 탱크로리와 충전관과의 접합부분으로부터 액화가스가 급격히 누설하였다. 이 때 가장 먼저 조치해야 할 사항은?
1소화기를 준비하여 화재에 대비한다.
2역류밸브를 가동하여 가스를 회수한다.
3긴급차단밸브를 조작하여 가스를 차단한다.
4탱크로리를 급히 안전한 장소로 대피시킨다.
정답 및 해설

접합부에서 액화가스가 급격히 누설되는 상황은 곧 대량 유출·화재로 이어질 수 있으므로, 가장 먼저 긴급차단밸브를 조작해 누설원인 가스 공급 자체를 차단하는 것이 우선이다. 대피나 소화 준비는 누설 차단 이후의 조치이다.

문제 30
도시가스 배관의 내진설계 기준에서 일반도시가스사업자가 소유하는 배관의 경우 내진 1등급에 해당되는 압력은 최고 사용압력이 얼마의 배관을 말하는가?
10.1MPa
20.3MPa
30.5MPa
41MPa
정답 및 해설

도시가스 배관 내진설계기준에서 일반도시가스사업자가 소유한 배관은 최고사용압력이 0.5MPa 이상인 배관을 내진 1등급으로 분류하여 더 엄격한 내진성능수준을 요구한다.

문제 31
배관의 스케쥴 번호를 정하기 위한 식은? (단, P 는 사용압력(kg/cm2), S 는 허용응력(kg/mm2))
1100×PS100 \times \dfrac{P}{S}
2100×SP100 \times \dfrac{S}{P}
31,000×PS1{,}000 \times \dfrac{P}{S}
41,000×SP1{,}000 \times \dfrac{S}{P}
정답 및 해설

배관의 스케줄 번호는 사용압력과 허용응력의 비를 이용한 Sch.No=10×PS\text{Sch.No}=10\times\dfrac{P}{S} (P: 사용압력 kg/cm2\mathrm{kg/cm^2}, S: 허용응력 kg/mm2\mathrm{kg/mm^2}) 식으로 정해지며, 이 값이 클수록 배관 두께가 두꺼워진다.

문제 32
파이프 내부의 정압이 액체의 증기압 이하로 되면 증기가 발생하여 진동이 발생하는 현상을 무엇이라 하는가?
1공동(Cavitation)현상
2서징(Surging)현상
3수격 (Water hammering)작용
4베이퍼록(Vapor lock)현상
정답 및 해설

배관 내부 국소 압력이 유체의 포화증기압 이하로 낮아지면 유체 일부가 기화하여 기포가 생기고, 이 기포가 압력이 높은 곳에서 급격히 붕괴하면서 소음·진동을 유발하는 현상이 공동(캐비테이션)현상이다.

문제 33
펌프를 운전하였을 때 주기적으로 한숨을 쉬는 듯한 상태가 되어 입, 출구 압력계의 지침이 흔들리고 동시에 송출유량이 변화하는 현상과 이에 대한 대책을 옳게 설명한 것은?
1서어징현상 : 회전차 안내 깃의 모양 등을 바꾼다.
2캐비테이션 : 펌프설치 위치를 낮추어 흡입양정을 짧게 한다.
3수격작용 : 플라이휠을 설치하여 펌프의 속도가 급격히 변하는 것을 막는다.
4베이퍼록 현상 : 흡입관의 지름을 크게 하고 펌프의 설치위치를 최대한 낮춘다.
정답 및 해설

토출유량과 압력이 주기적으로 변동하며 한숨 쉬는 듯한 진동을 보이는 현상은 서징(맥동)현상이며, 이를 막으려면 회전차 안내깃의 각도·모양을 조정해 유량-양정 특성곡선을 개선하는 대책이 유효하다.

문제 34
가스용 PE배관을 온도 40℃ 이상의 장소에 설치할 수 있는 가장 적절한 방법은?
1단열성능을 가지는 보호판을 사용한 경우
2단열성능을 가지는 침상재료를 사용한 경우
3로캐이팅 와이어를 이용하여 단열조치를 한 경우
4파이프슬리브를 이용하여 단열조치를 한 경우
정답 및 해설

가스용 PE배관은 자외선과 열에 약해 40℃ 이상 고온 장소에는 원칙적으로 설치할 수 없으나, 부득이한 경우에는 파이프슬리브 등을 이용해 배관을 단열 조치한 뒤 설치할 수 있다.

문제 35
고압가스 배관의 기밀시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1상용압력 이상으로 하되, 1MPa를 초과하는 경우 1MPa압력 이상으로 한다.
2원칙적으로 공기 또는 불활성 가스를 사용한다.
3취성파괴를 일으킬 우려가 없는 온도에서 실시한 다.
4기밀시험압력 및 기밀유지시간에서 누설 등의 이상이 없을 때 합격으로 한다.
정답 및 해설

고압가스 배관의 기밀시험은 상용압력 이상으로 하되, 0.7MPa를 초과하는 경우에는 0.7MPa 이상의 압력으로 실시할 수 있으므로 1MPa를 기준으로 삼은 설명은 틀렸다. 기밀시험은 원칙적으로 공기·불활성가스로, 취성파괴 우려가 없는 온도에서 실시하며 누설 등 이상이 없어야 합격이다.

문제 36
가스액화 분리장치의 구성 요소가 아닌 것은?
1한냉 발생장치
2정류장치
3불순물 제거장치
4접촉 분해장치
정답 및 해설

가스액화분리장치는 한냉 발생장치·정류(분축·흡수)장치·불순물 제거장치로 구성되며, 접촉분해장치는 도시가스 제조에서 탄화수소를 촉매로 분해하는 설비로 액화분리장치의 구성요소가 아니다.

문제 37
린데식 액화장치의 구조상 반드시 필요하지 않은 것은?
1열교환기
2팽창기
3팽창밸브
4액화기
정답 및 해설

린데식(단일 팽창밸브 방식) 액화장치는 열교환기와 팽창밸브, 액화기로 구성되어 단열팽창만으로 냉각·액화를 수행하며, 별도의 팽창기(피스톤이나 터빈으로 외부에 일을 하는 장치)는 클라우드식 등 팽창기 사이클에 필요한 요소로 린데식에는 반드시 필요하지 않다.

문제 38
도시가스의 연소과정에서 불완전 연소의 원인으로 거리가 가장 먼 것은?
1버너의 과열
2불충분한 공기의 공급
3불충분한 배기
4가스 조성이 맞지 않을 때
정답 및 해설

도시가스 불완전연소는 공기 공급 부족, 배기 불량, 가스 조성(발열량) 불일치 등에서 비롯되며, 버너의 과열은 오히려 완전연소를 돕는 조건이지 불완전연소의 직접 원인이 아니다.

문제 39

배관 내에서 발생하는 수격작용(water hammer)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

관 내 유속을 크게 할수록 수격작용이 완화된다.

2

밸브를 갑자기 닫거나 펌프가 급정지할 때 발생한다.

3

관로에 서지탱크(조압수조)를 설치하면 압력 상승을 흡수할 수 있다.

4

펌프에 플라이휠을 설치하면 회전속도의 급변을 완화할 수 있다.

정답 및 해설

수격작용에 의한 압력 상승은 유속 변화량에 비례하므로(주코프스키 식) 관 내 유속이 클수록 급정지 시 충격압이 커진다. ①은 반대로 서술되어 틀렸고, 방지책은 유속을 낮게 유지하는 것이다. 수격작용은 밸브의 급격한 개폐나 펌프의 급정지로 유체의 운동에너지가 압력파로 바뀌며 발생하고, 서지탱크는 압력 변동을 흡수하며, 플라이휠은 펌프 관성으로 속도 급변을 완화한다. 이 밖에 밸브를 송출구 가까이에 두고 서서히 조작하는 방법이 있다.

문제 40

탱크로리에서 저장탱크로 LP가스를 이송하는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

압축기 이송은 충전시간이 짧고 잔가스 회수가 가능하다.

2

펌프 이송은 잔가스 회수가 가능하고 베이퍼록이 발생하지 않는다.

3

차압에 의한 이송은 별도의 동력이 필요하지 않다.

4

압축기 이송은 부탄의 경우 온도가 낮으면 재액화의 우려가 있다.

정답 및 해설

액송펌프 이송은 액을 직접 밀어 보내는 방식이라 잔가스(기상부 가스) 회수가 불가능하고, 흡입측에서 액이 기화하면 베이퍼록이 발생하기 쉽다. ②는 두 가지 모두 반대로 서술되어 틀렸다. 압축기 이송은 기상부 가스를 압축해 탱크로리 쪽 압력을 높여 액을 밀어내는 방식으로 충전시간이 짧고 잔가스 회수가 가능하지만, 저온에서 부탄을 다루면 압축된 가스가 재액화할 우려가 있고 드레인 우려도 있다. 차압 이송은 자연 압력차를 이용하므로 동력이 불필요하나 이송시간이 길다.

문제 41
가연성가스와 공기혼합물의 점화원이 될 수 없는 것은?
1정전기
2단열압축
3융해열
4마찰
정답 및 해설

정전기·단열압축·마찰은 열이나 스파크를 발생시켜 점화원이 될 수 있지만, 융해열은 고체가 액체로 상태변화할 때 흡수하는 흡열 성질의 에너지이므로 점화원이 될 수 없다.

문제 42
압력방폭구조의 표시방법은?
1p
2d
3ia
4s
정답 및 해설

방폭구조의 표시기호는 내압방폭구조 d, 유입방폭구조 o, 안전증방폭구조 e, 본질안전방폭구조 ia·ib 등으로 정해져 있으며, 압력방폭구조는 p로 표시한다.

문제 43
가스안전성평가기법 중 정성적 안전성 평가기법은?
1체크리스트 기법
2결함수분석 기법
3원인결과분석 기법
4작업자실수분석 기법
정답 및 해설

체크리스트 기법은 사전에 준비된 점검항목에 따라 결함 유무를 정성적으로 평가하는 기법이며, 결함수분석·원인결과분석·작업자실수분석 기법은 확률과 수치를 다루는 정량적 안전성평가기법이다.

문제 44
특수가스의 하나인 실란(SiH4)의 주요 위험성은?
1상온에서 쉽게 분해된다.
2분해 시 독성물질을 생성한다.
3태양광에 의해 쉽게 분해된다.
4공기 중에 누출되면 자연발화 한다.
정답 및 해설

실란(SiH4)은 자기발화성(pyrophoric) 가스로서 공기 중에 누출되면 상온에서도 즉시 자연발화하는 것이 가장 큰 위험 특성이다.

문제 45
산화에틸렌(C2H4O)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1휘발성이 큰 물질이다.
2독성이 없고 화염속도가 빠르다.
3사염화탄소, 에테르 등에 잘 녹는다.
4물에 녹으면 안정된 수화물을 형성한다.
정답 및 해설

산화에틸렌은 독성·마취성이 있고 화염전파속도가 매우 빠른 위험한 가스이므로, 독성이 없다는 설명이 틀렸다. 휘발성이 크고 사염화탄소·에테르 등 유기용매에 잘 녹으며, 물에 녹아 안정된 수화물을 형성하는 것은 옳은 설명이다.

문제 46
다음 가스 중 불연성 가스가 아닌 것은?
1아르곤
2탄산가스
3질소
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤·탄산가스·질소는 스스로 연소하지 않는 불연성가스이지만, 일산화탄소는 가연성이자 독성인 가스이므로 불연성가스가 아니다.

문제 47
다음 독성가스 중 허용농도가 가장 낮은 가스는?
1암모니아
2염소
3산화에틸렌
4포스겐
정답 및 해설

허용농도(TLV)는 포스겐이 약 0.1ppm으로 암모니아(25ppm)·염소(0.5~1ppm)·산화에틸렌(1ppm)보다 훨씬 낮아 독성이 가장 강하다.

문제 48
부탄가스의 완전연소방정식을 다음과 같이 나타낼 때 화학양론 농도(Cst)는? (단, 공기중 산소는 21% 이다.)
C4H10+6.5O24CO2+5H2O\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}
11.8%
23.1%
35.5%
48.9%
정답 및 해설

부탄(C4H10\text{C}_4\text{H}_{10})의 완전연소식은 C4H10+6.5O24CO2+5H2O\text{C}_4\text{H}_{10}+6.5\text{O}_2\rightarrow4\text{CO}_2+5\text{H}_2\text{O}이며, 화학양론농도는 Cst=1001+4.773×nO2=1001+4.773×6.53.1%C_{st}=\dfrac{100}{1+4.773\times n_{O_2}}=\dfrac{100}{1+4.773\times6.5}\approx3.1\%이다.

문제 49
LPG 자동차 용기 충전시설에 설치되는 충전호스에 대한 기준으로 틀린 것은?
1충전호스의 길이는 5m이내 이어야 한다.
2정전기 제거장치를 설치해야 한다.
3가스 주입구는 원터치형으로 한다.
4호스에 과도한 인장력이 가해졌을 때 긴급차단장치가 작동해야 한다.
정답 및 해설

LPG 자동차 충전호스는 길이 5m 이내, 원터치형 가스주입기, 정전기 제거장치를 갖추어야 하며, 인장력에 대비한 안전장치는 호스에 과도한 힘이 가해지면 스스로 분리되는 긴급이탈장치를 설치하는 것이지, 압력을 감지해 작동하는 긴급차단장치를 의미하지 않으므로 이 설명은 틀렸다.

문제 50
아세틸렌가스를 온도에 관계없이 2.5㎫의 압력으로 압축할 때에 첨가해야 할 희석제로서 옳지 않은 것은?
1에틸렌
2메탄
3이소부탄
4일산화탄소
정답 및 해설

압축 아세틸렌의 표준 희석제는 질소·메탄·일산화탄소·에틸렌이며, 이소부탄은 아세틸렌 압축 시 사용하는 희석제 목록에 포함되지 않는다.

문제 51
다음 중 용기의 각인 표시 사항이 틀린 것은?
1내용적 : V
2내압시험압력 : TP
3최고충전압력 : HP
4동판 두께 : t
정답 및 해설

용기 각인에서 최고충전압력은 기호 FP로 표시하며, HP라는 기호는 사용하지 않으므로 이 설명이 틀렸다. 내용적은 V, 내압시험압력은 TP, 동판 두께는 t로 표시하는 것이 맞다.

문제 52
가연성 가스 충전시설의 고압가스 설비는 그 외면으로부터 산소 충전시설의 고압가스 설비와 몇 m 이상의 거리를 유지하여야 하는가?
13
25
38
410
정답 및 해설

가연성가스 제조시설의 고압가스설비는 그 외면으로부터 산소 제조시설의 고압가스설비와 10m 이상의 거리를 유지해야 하며, 다른 가연성가스 제조시설과는 5m 이상의 거리를 두면 된다.

문제 53
가연성 가스의 내부가스를 치환하여 수리할 때 가스농도는 폭발하한계의 얼마 이하까지 치환시키는가?
11/2 이하
22/4 이하
31/3 이하
41/4 이하
정답 및 해설

가연성가스 설비 내부를 치환하여 수리할 때는 잔류가스 농도를 폭발하한계의 1/4 이하까지 낮춘 뒤 작업해야 안전을 확보할 수 있다.

문제 54
연소기구에 접속된 고무관이 노후되어 직경 0.5㎜의 구멍이 뚫려 수주 280㎜의 압력으로 LP가스가 5시간 누출하였을 경우 LP가스 분출량은 약 몇 L인가? (단, LP가스의 분출압력 280mmH2O 에서 비중은 1.7로 한다)
1144L
2166L
3180L
4204L
정답 및 해설

작은 구멍을 통한 가스 분출량은 Q=0.009D2HS[m3/hr]Q=0.009D^{2}\sqrt{\dfrac{H}{S}}\,[\mathrm{m^3/hr}](D: 구멍지름 mm, H: 압력 mmH2O\mathrm{mmH_2O}, S: 비중) 식으로 구하며, 대입하면 Q=0.009×0.52×2801.70.0289m3/hr=28.9L/hrQ=0.009\times0.5^{2}\times\sqrt{\dfrac{280}{1.7}}\approx0.0289\,\mathrm{m^3/hr}=28.9\,\mathrm{L/hr}이다. 5시간 누출량은 28.9×5144L28.9\times5\approx144\,\mathrm{L}이다.

문제 55
가스설비실에 설치하는 가스누출경보기에 대한 설명으로 틀린 것은?
1담배연기 등 잡가스에는 경보가 울리지 않아야 한다.
2경보기의 경보부와 검지부는 분리하여 설치할 수 있어야 한다.
3경보가 울린 후 주위의 가스농도가 변화되어도 계속 경보를 울려야 한다.
4경보기의 검지부는 연소기의 폐가스가 접촉하기 쉬운 곳에 설치한다.
정답 및 해설

가스누출경보기의 검지부는 오작동을 막기 위해 연소기의 배기가스(폐가스)가 접촉하기 쉬운 곳을 피해 설치해야 하므로, 그런 곳에 설치한다는 설명은 틀렸다. 잡가스 무반응, 경보부·검지부 분리 설치 가능, 경보 발신 후 농도가 변해도 확인·정지 조작 전까지 경보를 계속 울리는 것은 옳은 설명이다.

문제 56
일반도시가스공급시설의 기화장치에 대한 기준으로 틀린 것은?
1기화장치에는 액화가스가 넘쳐흐르는 것을 방지 하는 장치를 설치한다.
2기화장치는 직화식 가열구조가 아닌 것으로 한다.
3기화장치로서 온수로 가열하는 구조의 것은 급수 부에 동결방지를 위하여 부동액을 첨가한다.
4기화장치의 조작용 전원이 정지할 때에도 가스공급을 계속 유지할 수 있도록 자가발전기를 설치한다.
정답 및 해설

온수로 가열하는 구조의 기화장치는 동결방지를 위해 부동액을 첨가하는 곳이 급수부가 아니라 온수부이므로, 급수부에 부동액을 넣는다는 설명은 기준과 다르다. 액화가스가 넘쳐흐르는 것을 방지하는 장치 설치, 직화식이 아닌 가열구조, 조작용 전원 정지 시에도 가스공급을 유지하기 위한 자가발전기 설치는 KGS FS551의 기화장치 기준에 맞는 내용이다.

문제 57

액화석유가스의 안전관리 및 사업법령상 다중이용시설에 해당하지 않는 것은?

1

「유통산업발전법」에 따른 대형마트·백화점·쇼핑센터

2

「의료법」에 따른 종합병원

3

「도로교통법」에 따른 고속도로의 휴게소

4

「초·중등교육법」에 따른 학교

정답 및 해설

현행 시행규칙 별표 2의 다중이용시설은 대형마트·전문점·백화점·쇼핑센터·복합쇼핑몰 등 대규모점포, 공항의 여객청사, 여객자동차터미널, 철도 역사, 고속도로 휴게소, 관광호텔업·전문휴양업·종합휴양업·종합유원시설업 시설, 경마장, 청소년수련시설, 종합병원, 항만의 종합여객시설, 그리고 시·도지사가 지정하는 저장능력 100kg 초과 시설이다. 학교는 이 목록에 없으므로 ④가 정답이다. [재작성 근거 변경점] 원형 문항의 정답이던 「문화재보호법에 따른 지정문화재 건축물」이 목록에 없다는 구도는 현행에도 유효하나, 보기의 근거 법령명이 대거 개정되었다. 「대형점·백화점·쇼핑센터」는 2020. 8. 5. 개정으로 「대형마트·전문점·백화점·쇼핑센터·복합쇼핑몰 및 그 밖의 대규모점포」로, 공항 여객청사의 근거는 항공법 폐지로 「공항시설법」으로 바뀌었다. 이에 보기를 현행 명칭으로 재구성하고 정답 축을 학교로 교체했다.

문제 58

벌크로리로 수요자의 소형저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때의 기준으로 틀린 것은?

1

충전하기 전에 소형저장탱크 안의 잔량을 확인한다.

2

충전 중에는 액면계의 움직임과 펌프 등의 작동을 주의·감시하여 과충전을 방지한다.

3

충전작업은 공급자인 충전사업자가 채용한 안전관리자가 지켜보는 가운데 한다.

4

충전작업이 완료되면 안전 커플링으로부터의 가스누출이 없는지 확인한다.

정답 및 해설

충전작업은 수요자가 채용한 안전관리자가 지켜보는 가운데 하여야 한다. ③의 '공급자가 채용한 안전관리자'는 주체가 틀렸다. 이 밖에 충전 전 탱크 안의 잔량 확인, 충전 중 액면계·펌프 작동 감시에 의한 과충전 방지 등 위해 방지 조치, 충전 완료 후 안전 커플링의 가스누출 확인이 요구된다. [재작성 근거 변경점] 원형 문항의 「세이프티카플링」은 용어 개정으로 「안전 커플링」이 되었고, 적용 대상이 소형저장탱크에서 「소형저장탱크 또는 저장능력 10톤 이하인 저장탱크」로 확대되었으며, 10톤 이하 저장탱크 충전 시 벌크로리의 탱크주밸브를 통하여 충전하는 원칙이 신설되었다. 원형 보기의 「수요자가 특정사용자인지 확인하고 공급」 항목은 현행 이 별표의 벌크로리 충전 기준에는 없는 서술이라 제외하고, 현행 조문의 항목만으로 보기를 재구성했다.

문제 59

고압가스 판매시설의 용기보관장소에 충전용기를 보관할 때의 기준으로 틀린 것은?

1

충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.

2

가연성가스·독성가스 및 산소의 용기는 각각 구분하여 놓는다.

3

용기보관장소의 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성·발화성 물질을 두지 않는다.

4

내용적이 10L 이하인 충전용기는 넘어짐에 의한 충격 방지 조치를 생략할 수 있다.

정답 및 해설

넘어짐 등에 의한 충격 및 밸브 손상 방지 조치를 생략할 수 있는 것은 내용적 5L 이하인 충전용기이다. ④의 10L는 틀렸다. 이 밖에 충전용기는 항상 40℃ 이하로 유지하고 직사광선을 받지 않도록 하며, 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 않고, 가연성가스 용기보관장소에는 방폭형 휴대용 손전등 외의 등화를 지니고 들어가지 않아야 한다.

문제 60

고압가스 용기의 외면 도색이 옳게 연결된 것은?

1

의료용 산소 - 녹색

2

공업용 액화탄산가스 - 청색

3

아세틸렌 - 회색

4

액화암모니아 - 갈색

정답 및 해설

그 밖의(공업용) 가스용기에서 액화탄산가스는 청색이므로 ②가 옳다. 의료용 가스용기의 산소는 백색이고 녹색은 공업용 산소의 도색이다(①). 아세틸렌은 황색이며 회색은 그 밖의 가스에 적용된다(③). 액화암모니아는 백색이고 갈색은 액화염소이다(④). 의료용 용기는 상단부에 폭 2cm의 백색(산소는 녹색) 띠를 두 줄로 표시한다.

문제 61
전기 저항식 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열전대 온도계에 비하여 높은 온도를 측정하는데 적합하다.
2저항선의 재료는 온도에 의한 전기저항의 변화(저항 온도계수)가 커야 한다.
3저항 금속재료는 주로 백금, 니켈, 구리가 사용된다.
4일반적으로 금속은 온도가 상승하면 전기 저항값이 올라가는 원리를 이용한 것이다.
정답 및 해설

전기저항식 온도계는 금속의 전기저항이 온도에 따라 변하는 원리를 이용하며, 백금 저항온도계 기준으로도 약 500℃ 내외까지가 실용 범위여서 1000℃ 이상 고온 측정에는 열전대가 더 적합하다. 따라서 전기저항식이 열전대보다 높은 온도 측정에 적합하다는 설명은 틀렸다.

문제 62
증기압식 온도계에 사용되지 않는 것은?
1아닐린
2알코올
3프레온
4에틸에테르
정답 및 해설

증기압식(압력식) 온도계는 프레온·에틸에테르·아닐린과 같은 휘발성 액체의 포화증기압 변화를 이용하며, 알코올은 주로 액체팽창을 이용하는 유리 온도계에 사용되는 충전액으로 증기압식 온도계에는 쓰이지 않는다.

문제 63
가스크로마토그래피에서 사용하는 검출기가 아닌 것은?
1원자방출검출기(AED)
2황화학발광검출기(SCD)
3열추적검출기(TTD)
4열이온검출기(TID)
정답 및 해설

가스크로마토그래피의 대표 검출기로는 열전도도검출기(TCD), 열이온검출기(TID), 원자방출검출기(AED), 황화학발광검출기(SCD) 등이 있으며, '열추적검출기(TTD)'라는 검출기는 존재하지 않는다.

문제 64
차압식 유량계로 유량을 측정하였더니 교축기구 전후의 차압이 20.25 Pa 일 때 유량이 25m3/h 이었다. 차압이 10.50 Pa 일 때의 유량은 약 몇 m3/h 인가?
113
218
323
428
정답 및 해설

차압식 유량계는 유량이 차압의 제곱근에 비례(QΔPQ\propto\sqrt{\Delta P})하므로, Q2=Q1ΔP2ΔP1=25×10.5020.2518m3/hQ_2=Q_1\sqrt{\dfrac{\Delta P_2}{\Delta P_1}}=25\times\sqrt{\dfrac{10.50}{20.25}}\approx18\,\mathrm{m^3/h}이다.

문제 65
가스분석법 중 흡수분석법에 해당하지 않는 것은?
1헴펠법
2산화구리법
3오르자트법
4게겔법
정답 및 해설

흡수분석법은 헴펠법·오르자트법·게겔법처럼 시약에 성분가스를 흡수시켜 부피 감소로 정량하는 방법이며, 산화구리법은 시료를 연소(산화)시켜 정량하는 연소분석법이므로 흡수분석법에 해당하지 않는다.

문제 66
초음파 레벨 측정기의 특징으로 옳지 않은 것은?
1측정대상에 직접 접촉하지 않고 레벨을 측정할 수 있다.
2부식성 액체나 유속이 큰 수로의 레벨도 측정할 수 있다.
3측정범위가 넓다.
4고온, 고압의 환경에서도 사용이 편리하다.
정답 및 해설

초음파 레벨계는 비접촉으로 부식성 액체나 유속이 큰 곳에서도 넓은 측정범위로 사용할 수 있지만, 고온·고압 환경에서는 음속 변화와 밀봉·내압 구조의 제약으로 사용이 어려워 편리하다는 설명은 틀렸다.

문제 67
일반적으로 공장자동화에 가장 많이 응용되는 제어방법은 무엇인가?
1캐스케이드제어
2프로그램제어
3시퀀스제어
4피드백제어
정답 및 해설

공장자동화(FA)에서는 미리 정해진 순서와 조건에 따라 각 공정이 차례로 진행되는 시퀀스제어가 가장 널리 응용된다.

문제 68
열전대 온도계의 일반적인 종류로서 옳지 않은 것은?
1구리-콘스탄탄
2백금-백금ㆍ로듐
3크로멜-콘스탄탄
4크로멜-알루멜
정답 및 해설

일반적으로 널리 쓰이는 4대 열전대는 백금-백금로듐(R/S형)·크로멜-알루멜(K형)·철-콘스탄탄(J형)·구리-콘스탄탄(T형)이며, 크로멜-콘스탄탄 조합은 통상적인 열전대 종류로 다루지 않는다.

문제 69
벨로즈식 압력계에서 압력 측정 시 벨로즈 내부에 압력이 가해질 경우 원래 위치로 돌아가지 않는 현상을 의미하는 것은?
1limited 현상
2bellows 현상
3end all 현상
4hysteresis 현상
정답 및 해설

벨로즈에 압력을 가했다가 제거해도 처음 위치로 완전히 돌아가지 않고 변형이 남는 현상을 히스테리시스(hysteresis) 현상이라 한다.

문제 70
바이메탈에 사용되는 인바판의 길이를 20℃에서 측정하니 20mm 이었다. 100℃에서 다시 측정했을 경우 늘어난 길이는 얼마인가? (단, 인바의 선팽창계수는 0.877×10-6 이다.)
10.014mm
20.04mm
30.0014mm
40.004mm
정답 및 해설

열팽창에 의한 길이 변화는 ΔL=LαΔT=20×0.877×106×(10020)0.0014mm\Delta L=L\alpha\Delta T=20\times0.877\times10^{-6}\times(100-20)\approx0.0014\,\mathrm{mm}이다.

문제 71
밀도 0.8 kg/m3 의 가스를 사용최대유량 2 m3/h 로 운전하였더니 막식 가스미터의 입구압력이 50mmHg 였다. 검정통과에 필요한 측정유동율 범위에 해당하는 출구압력의 범위를 구하시오.
10 ∼15mmHg
215 ∼30mmHg
325∼40mmHg
435 ∼50mmHg
문제 72
온도 49℃, 압력 1atm의 습한 공기 205kg 중 10kg 수증기를 함유하고 있을 때 이 공기의 절대습도는? (단, 49℃에서 물의 증기압은 88mHg이다.)
10.025kg H2O/kg·dry(air)
20.048kg H2O/kg·dry(air)
30.051kg H2O/kg·dry(air)
40.250kg H2O/kg·dry(air)
정답 및 해설

절대습도는 건조공기 단위질량당 수증기 질량이다. 습공기 205kg 중 수증기가 10kg이므로 건조공기는 195kg이고, 절대습도는 101950.051kgH2O/kgdry(air)\dfrac{10}{195}\approx0.051\,\mathrm{kg\,H_2O/kg\cdot dry(air)}이다.

문제 73
1kΩ 저항에 100V의 전압이 사용되었을 때 발생하는 전력은 몇 W인가?
15
210
320
450
정답 및 해설

전력은 P=V2R=10021000=10WP=\dfrac{V^{2}}{R}=\dfrac{100^{2}}{1000}=10\,\mathrm{W}이다.

문제 74
고속회전형 가스미터로서 소형으로 대용량의 계량이 가능하고, 가스압력이 높아도 사용이 가능한 가스미터는?
1막식가스미터
2습식가스미터
3루츠(Roots)가스미터
4로터미터
정답 및 해설

루츠(Roots)가스미터는 회전자가 고속으로 회전하는 고속회전형 미터로, 소형이면서도 대용량 계량이 가능하고 압력이 높은 배관에도 사용할 수 있다.

문제 75
기준 가스미터의 지시량이 380m3/h이고, 시험대 상인 가스미터의 유량이 400m3/h이라면 이 가스미터의 오차율은 얼마인가?
14.0%
24.2%
35.0%
45.2%
정답 및 해설

가스미터의 오차율은 E=시험대상 지시량기준기 지시량시험대상 지시량×100E=\dfrac{\text{시험대상 지시량}-\text{기준기 지시량}}{\text{시험대상 지시량}}\times100으로 구하며, E=400380400×100=5.0%E=\dfrac{400-380}{400}\times100=5.0\%이다.

문제 76
계랑, 계측기의 교정이라 함은 무엇을 뜻하는가?
1계량, 계측기의 지시 값과 표준기의 지시 값과의 차이를 구하여 주는 것
2계량, 계측기의 지시 값을 평균하여 참값과의 차이가 없도록 가산하여 주는 것
3계량, 계측기의 지시 값과 참값과의 차를 구하여 주는 것
4계량, 계측기의 지시 값을 참값과 일치하도록 수정하는 것
정답 및 해설

교정이란 계량·계측기의 지시값을 표준기(참값)와 비교해 그 차이만큼 지시값을 참값에 일치하도록 수정하는 작업을 말한다.

문제 77
스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙을 이용한 온도계는?
1방사 온도계
2유리 온도계
3열전대 온도계
4광전 온도계
정답 및 해설

스테판-볼츠만 법칙은 물체가 방출하는 복사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 법칙으로, 이를 이용해 비접촉으로 온도를 측정하는 온도계가 방사(복사)온도계이다.

문제 78
물체는 고온이 되면, 온도 상승과 더불어 짧은 파장의 에너지를 발산한다. 이러한 원리를 이용하는 색온도계의 온도와 색과의 관계가 바르게 짝지어진 것은?
1800℃ - 오렌지색
21000℃ - 노란색
31200℃ - 눈부신 황백색
42000℃ - 매우 눈부신 흰색
정답 및 해설

색온도계는 고온 물체일수록 짧은 파장(청색 쪽) 빛의 비중이 커진다는 원리를 이용하며, 온도가 올라갈수록 색은 암적색→오렌지색→황백색→백색→매우 눈부신 흰색 순으로 변하므로 약 2000℃에서는 매우 눈부신 흰색을 띤다.

문제 79

액면계의 종류와 측정원리의 연결로 틀린 것은?

1

플로트식 - 액면에 뜬 부자의 위치 변화를 이용

2

초음파식 - 액체의 유전율 변화를 이용

3

차압식 - 액면 높이에 비례하는 정압의 차를 이용

4

정전용량식 - 전극 사이 정전용량의 변화를 이용

정답 및 해설

초음파식 액면계는 송수파기에서 발사한 초음파가 액면에서 반사되어 되돌아오는 왕복시간으로 액면까지의 거리를 구하는 방식이다. ②의 유전율 변화는 정전용량식의 원리이므로 틀렸다. 정전용량식은 전극 사이 매질(액체·기체)의 유전율 차이에 따른 정전용량 변화로 액위를 측정한다. 차압식은 액면 높이에 비례하는 액주 정압(ρgh)과 기준압의 차를 이용하며 밀폐탱크의 연속 측정에 적합하고, 플로트식은 부력으로 뜬 부자의 위치를 기계적·전기적으로 전달한다.

문제 80

습도에 대한 설명으로 틀린 것은?

1

노점이 높을수록 공기 중에 포함된 수증기량은 적다.

2

절대습도는 건조공기 1kg에 포함된 수증기의 질량으로 나타낸다.

3

상대습도는 수증기 분압과 그 온도의 포화수증기압의 비를 백분율로 나타낸 것이다.

4

습공기를 냉각하면 상대습도가 커지고 노점에 이르면 응축이 시작된다.

정답 및 해설

노점(이슬점)은 습공기를 냉각할 때 수증기가 포화되어 응축이 시작되는 온도이다. 수증기량이 많을수록 수증기 분압이 높아 더 높은 온도에서 포화에 도달하므로 노점이 높다는 것은 수증기량이 많다는 뜻이다. ①은 반대로 서술되어 틀렸다. 절대습도는 건조공기 1kg당 수증기 질량(kg/kg'), 상대습도는 수증기 분압/포화수증기압 × 100%이며, 냉각 시 포화수증기압이 작아져 상대습도가 커지고 100%가 되는 온도가 노점이다.