[에너지관리기사 필기] 18년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

배기가스 중 CO=0%인 경우 CO2max는 근사적으로 다음 식으로 구할 수 있다.
$\mathrm{CO_2max} = \dfrac{21 \times \mathrm{CO_2}}{21 - \mathrm{O_2}} = \dfrac{21 \times 12.0}{21 - 6.0} = \dfrac{252}{15} = 16.8\%$
따라서 이 연도가스의 CO2max는 16.8%이다.

과잉공기량을 늘리면 배가스량이 증가해 배가스에 의한 열손실(Ls)은 커지지만, 산소 공급이 충분해져 불완전연소에 의한 열손실(Li)은 줄어든다. 반대로 과잉공기량을 줄이면 Li는 늘고 Ls는 줄어든다.
이처럼 두 손실은 서로 상반된 경향을 가지므로, 연소관리에서는 이 둘을 합한 Ls＋Li가 최소가 되는 지점으로 과잉공기량을 조절하는 것이 보일러 효율 관점에서 가장 유리하다.

아세틸렌, 히드라진, 에틸렌은 산소가 없는 상태에서도 자체의 분해 반응만으로 큰 발열과 압력 상승을 일으켜 폭발할 수 있는 분해폭발성 물질로 알려져 있다.
수소는 가연성가스로서 공기나 산소와 혼합되었을 때 연소·폭발할 수 있으나, 그 자체가 분해되면서 폭발을 일으키는 분해폭발성 물질에는 해당하지 않는다.

과잉공기량의 많고 적음은 배가스로 빠져나가는 열량과 직결되어 열효율에 영향을 주고, 산소 공급이 부족하면 CO 배출량이 늘어나며, 과잉공기가 많으면 불필요한 공기 가열에 열이 소모되어 노 내 온도가 낮아지는 등 세 항목 모두 과잉공기량과 직접적인 관계가 있다.
반면 연소 시 와류 형성은 버너 노즐의 형상이나 공기 취입 방식 등 연소장치의 구조적 설계에 좌우되는 요소로, 과잉공기량의 많고 적음과는 직접적인 관련이 가장 적다.

최소착화에너지(MIE)는 압력이 높아질수록 혼합기 중 분자 밀도와 충돌 빈도가 늘어나 점화가 쉬워지므로, 압력 증가에 따라 감소하는 경향을 보인다.
반면 질소와 같은 불활성 가스의 농도가 늘면 반응열의 일부를 흡수해 화염 전파를 방해하므로 착화에 더 큰 에너지가 필요해져 MIE는 오히려 증가하고, 산소농도가 많아지면 연소반응이 활발해져 MIE는 감소한다. 또한 고체 입자인 분진은 가열·기화 과정을 거쳐야 하므로 일반적으로 가연성가스보다 MIE가 더 크다.

기체연료용 버너는 연료가스의 유량을 조절하는 가스량 조절부, 공기와 가스를 섞는 공기/가스 혼합부, 화염을 안정적으로 유지시키는 보염부 등으로 구성된다.
통풍구는 노나 연도에서 연소용 공기·배기가스의 흐름을 위해 마련하는 통로로, 버너 자체의 구성요소라기보다 노체·연도 계통에 속하는 설비이다.

제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 벤츄리 스크러버는 모두 세정액을 분진과 접촉시켜 포집하는 습식집진장치이다.
멀티클론은 다수의 소형 사이클론을 병렬로 배치해 원심력으로 분진을 분리하는 건식 원심력집진장치로, 세정액을 사용하지 않는다는 점에서 나머지와 구분된다.

가스버너는 연소용 공기와 가스를 미리 섞는 정도와 공급 압력에 따라 분류되는데, 예혼합 방식으로는 낮은 압력에서 작동하는 저압버너, 높은 압력에서 작동하는 고압버너, 송풍기로 공기를 강제 공급하는 송풍버너가 일반적으로 구분된다.
이에 비해 중압버너는 가스버너의 통상적인 압력별 분류 체계에 속하지 않는 명칭이다.

연소가스 성분을 CO2 → CmHn → O2 → CO 순서로 흡수제에 흡수시켜 체적 변화로 각 성분을 구하고, 남은 잔류가스에 공기나 산소를 더해 연소시켜 나머지 성분을 분석하는 방법은 헴펠법이다.
치환법·리비히법·에슈카법은 각각 다른 원리와 절차를 사용하는 분석법으로, 위와 같은 흡수 순서 및 잔류가스 연소분석 절차와는 다르다.

중유는 고체연료에 비해 회분 함량이 매우 적은 편이지만, 소량이나마 회분을 함유하고 있어 연소 후 재가 전혀 남지 않는 것은 아니다. 따라서 회분을 전혀 함유하지 않는다는 설명은 사실과 다르다.
점화·소화가 쉽고 화력 조절이 자유로워 부하 변동 대응이 용이한 점, 발열량이 석탄보다 크고 과잉공기가 적어도 완전연소가 가능한 점, 재의 발생량이 적고 발열량·품질이 고체연료보다 균일한 점은 모두 중유연소의 실제 장점이다.

벙커C유 1L의 질량은 비중 0.96을 적용하면 0.96kg이며, 이론공기량 10.24 Nm³/kg을 곱하면 1L당 이론공기량을 구할 수 있다.
$A_o = 10.24 \times 0.96 \approx 9.83\ \mathrm{Nm^3/L}$
여기에 공기비 1.3을 곱하면 실제로 필요한 공기량이 된다.
$A = m \times A_o = 1.3 \times 9.83 \approx 12.78\ \mathrm{Nm^3/L}$

수소의 완전연소 반응식은 $\mathrm{H_2} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O}$ 이다.
이 식의 계수를 정수비로 나타내면 수소 : 산소 : 물 = 2 : 1 : 2가 되므로, 수소 2몰이 산소 1몰과 반응하여 물 2몰을 생성한다.

역화(back fire)는 버너 내부의 연소속도가 혼합기의 분출속도보다 커질 때 불꽃이 버너 쪽으로 역행하는 현상이다. 이를 막으려면 버너 및 노즐의 온도를 낮게 유지하여 혼합기가 예열되어 연소속도가 빨라지는 일이 없도록 해야 하므로, 온도를 높게 유지하는 것은 오히려 역화를 조장하는 조치다.
리프트 한계가 큰 버너를 쓰면 불꽃이 뜨지 않고 견딜 수 있는 분출속도의 상한이 높아져, 분출속도를 충분히 크게 유지할 수 있어 역화를 피하기 쉽다. 다공 버너에서 각 분출구를 작게 하면 구멍 지름이 소염거리보다 작아져 화염이 버너 내부로 전파되지 못한다.
또한 연소용 공기를 분할 공급해 일차공기를 착화범위보다 적게 하면 버너 내부 혼합기의 조성이 연소범위를 벗어나 불꽃이 전파될 수 없다. 이처럼 나머지 조치들은 모두 타당한 역화 방지대책이며, 버너 온도를 높게 유지하는 것만 역화를 방지하는 방향과 반대된다.

미분탄 연소는 석탄을 미세하게 분쇄하여 표면적을 늘려 태우는 방식으로, 분쇄·이송·집진 등 부대설비 가동에 필요한 동력이 중유 연소기보다 오히려 크게 소요된다. 따라서 소요 동력이 적게 필요하다는 설명은 미분탄 연소의 특징과 맞지 않는다.
미분탄은 입자가 미세하여 체류시간을 확보하기 위해 큰 연소실이 필요하고, 고속의 분체를 다루는 배관·팬 등에서 마모가 심해 유지비가 많이 든다. 또한 분쇄기와 집진설비 같은 별도 시설이 반드시 뒤따라야 한다.
이 세 가지는 모두 미분탄 연소의 실제 특징에 해당하므로, 소요 동력이 적다는 진술만 사실과 어긋난다.

등유(C10H20)는 $\mathrm{C_{10}H_{20} + 15O_2 \rightarrow 10CO_2 + 10H_2O}$로 완전연소하며, 분자량은 $10\times12+20\times1=140$이다.
연료 1kg 중 몰수는 $\dfrac{1000}{140}\approx7.14\,\mathrm{mol}$이고, 필요한 산소는 $15\times7.14\approx107.1\,\mathrm{mol}$이므로 표준상태 부피로 환산하면 $107.1\times22.4/1000\approx2.40\,\mathrm{Nm^3}$의 산소가 필요하다.
공기 중 산소 비율 21%를 적용해 이론공기량을 구하면 $A_o=\dfrac{O_o}{0.21}=\dfrac{2.40}{0.21}\approx11.4\,\mathrm{Nm^3/kg}$이다.

점결성은 석탄이 가열될 때 연화·팽창하여 서로 엉겨 붙는 성질로, 주로 코크스 제조 적합성을 판단하는 지표이며 연소 자체의 속도나 완결성과는 직접적인 관련이 적다.
반면 기공률은 공기와 접촉하는 표면적에, 열전도율은 내부까지 열이 전달되는 속도에, 비열은 착화에 이르기까지 승온에 필요한 열량에 각각 직접 영향을 주므로 연소성과 밀접하다.
따라서 네 가지 성질 가운데 연소성과 가장 관계가 적은 것은 점결성이다.

질소산화물(NOx) 발생을 억제하려면 연소온도를 낮추고 국부적인 산소 과잉을 피해야 하는데, 이는 과잉공기량을 줄이는 방향이다. 과잉공기량을 늘리고 노내압을 높이는 것은 오히려 산소 공급과 반응성을 키워 NOx 생성을 촉진하므로 이 설명은 틀린 진술이다.
매연은 탄화수소가 불완전하게 열분해·연소되면서 남은 미연 탄소입자가 뭉친 것이라는 설명, 사이클론·멀티클론·백필터 등이 건식집진장치라는 설명, 먼지 발생량이 연료 중 회분량·연소방식·처리방법에 좌우된다는 설명은 모두 일반적으로 옳은 내용이다.
따라서 잘못된 설명은 질소산화물 방지를 위해 과잉공기량을 늘리고 노내압을 높인다는 부분이다.

동일 질량 기준으로 비교하면 수소는 연소 시 발생하는 열량이 탄소나 황보다 월등히 크며, 특히 연소생성물인 수증기가 응축될 때 방출하는 잠열까지 포함하는 고위발열량 계산에서 그 기여도가 가장 크다.
탄소는 단위 질량당 발열량이 수소보다 작고, 황은 더욱 작으며, 회분은 불연성 무기물로 연소열을 전혀 내지 못한다.
따라서 같은 질량이 포함될 때 고위발열량에 가장 크게 기여하는 성분은 수소이다.

연소가스 중 질소산화물, 특히 열적 NOx는 연소온도가 높을수록 공기 중 질소와 산소의 반응이 활발해져 급격히 증가한다. 따라서 고온 연소는 NOx 억제가 아니라 오히려 NOx 발생을 늘리는 조건이다.
2단 연소는 연소를 단계적으로 나누어 국부적인 고온·과잉산소 구간을 줄이고, 농담연소는 농후·희박 영역을 교대로 형성해 최고온도를 낮추며, 배기가스 재순환은 연소가스를 다시 공급해 화염온도와 산소농도를 함께 낮춘다.
이처럼 나머지 세 방법은 모두 저온·저산소 연소를 유도해 NOx를 억제하는 방식이므로, 고온 연소만 억제방법과 반대된다.

프로판은 $\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$로 완전연소하며, 분자량은 44이다.
2kg의 몰수는 $\dfrac{2000}{44}\approx45.5\,\mathrm{mol}$이고, 필요한 산소는 $5\times45.5\approx227.3\,\mathrm{mol}$이므로 표준상태 부피로는 $227.3\times22.4/1000\approx5.09\,\mathrm{Nm^3}$이다.
공기 중 산소비율 21%를 적용하면 $A_o=\dfrac{5.09}{0.21}\approx24.2\,\mathrm{Nm^3}$이므로 이론공기량은 약 24Nm³이다.

혼합기체 질량은 질소 2.3kg과 산소 1.8kg을 더한 4.1kg이며, 등엔트로피(가역단열) 압축이므로 온도비는 $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$로 구해진다.
초기온도 333K(60℃), 압력비 $343/98.1\approx3.50$, 비열비 1.4를 대입하면 $T_2/T_1\approx1.43$이 되어 $T_2\approx476.6\,\mathrm{K}$, 온도 상승폭은 약 143K이다.
내부에너지 변화는 $\Delta U=mC_v\Delta T=4.1\times0.711\times143.3\approx417\,\mathrm{kJ}$이므로, 내부에너지는 약 417kJ만큼 증가한다.

구리(10kg, 800K)와 물(100kg, 290K)이 단열용기 안에서 열교환만으로 평형에 도달하므로, 열량 보존식 $m_{Cu}c_{Cu}(T_f-800)+m_wc_w(T_f-290)=0$을 풀면 평형온도는 약 $T_f\approx294.8\,\mathrm{K}$이다.
구리의 엔트로피 변화는 $\Delta S_{Cu}=m_{Cu}c_{Cu}\ln\dfrac{T_f}{800}\approx-3.97\,\mathrm{kJ/K}$로 온도가 내려가므로 감소하고, 물의 엔트로피 변화는 $\Delta S_w=m_wc_w\ln\dfrac{T_f}{290}\approx+6.87\,\mathrm{kJ/K}$로 온도가 올라가므로 증가한다.
두 값을 더한 계 전체의 엔트로피 변화는 $-3.97+6.87\approx2.90\,\mathrm{kJ/K}$이므로, 계 전체로는 엔트로피가 증가한다.

체적팽창계수는 온도 변화에 따른 체적의 상대적 변화율을 나타내는 값이다. 비압축성 유체는 정의상 온도나 압력이 변해도 체적이 전혀 변하지 않는다고 가정하므로, 체적팽창계수는 항상 0이 된다.
따라서 β가 1이거나 0보다 크다는 진술은 체적이 변한다는 뜻이 되어 비압축성 가정과 모순되며, 비압축성 유체를 나타내는 옳은 식은 β=0이다.

정압과정에서 기체가 외부에 하는 일은 $W=P\Delta V$로 구해진다. 초기 체적이 1.66m³에서 절반인 0.83m³로 줄었으므로 체적변화는 $\Delta V=0.83-1.66=-0.83\,\mathrm{m^3}$이다.
압력 200kPa을 곱하면 $W=200\times(-0.83)\approx-166\,\mathrm{kJ}$이다. 체적이 감소했으므로 기체가 한 일은 음의 값이 되며, 실제로는 외부로부터 그만큼 일을 받은 것이다.

열역학 제1법칙 $\Delta U=Q-W$에서, 기체가 압축에 의해 2kJ의 일을 받았으므로 계가 외부에 한 일은 $W=-2\,\mathrm{kJ}$이고, 외부로 3kJ의 열을 방출했으므로 $Q=-3\,\mathrm{kJ}$이다.
따라서 $\Delta U=(-3)-(-2)=-1\,\mathrm{kJ}$이며, 기체 질량 100g(0.1kg)으로 나누면 단위 질량당 내부에너지 변화는 $\Delta U/m=-1/0.1=-10\,\mathrm{kJ/kg}$, 즉 10kJ/kg만큼 감소한다.

단열 정상유동 노즐에서는 에너지식 $h_1+\dfrac{V_1^2}{2}=h_2+\dfrac{V_2^2}{2}$가 성립한다. 입구·출구 엔탈피 차이는 $h_1-h_2=3205-2994=211\,\mathrm{kJ/kg}$이다.
이를 속도항으로 환산하면 $V_2^2=V_1^2+2(h_1-h_2)\times1000=15^2+2\times211000\approx422225$이므로 출구 속도는 $V_2\approx\sqrt{422225}\approx650\,\mathrm{m/s}$이다.

등엔트로피 압축 관계 $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$에 $T_1=305\,\mathrm{K}$, 압력비 $6500/160\approx40.6$, k=1.4를 대입하면 $T_2\approx879\,\mathrm{K}$가 된다.
최고온도 $T_3=3473\,\mathrm{K}$(3200℃)이므로 정압가열 구간의 단절비는 $\rho=T_3/T_2\approx3.95$이고, 압축비는 $T_2/T_1=r^{k-1}$에서 $r\approx14.1$로 구해진다.
디젤사이클 효율식 $\eta=1-\dfrac{1}{r^{k-1}}\cdot\dfrac{\rho^{k}-1}{k(\rho-1)}$에 값을 대입하면 $\eta\approx1-0.347\times1.416\approx0.509$, 즉 열효율은 약 50.9%이다.

그림은 P-h 선도 위의 냉동 사이클이다. 화살표를 따라가면 1 → 2는 저압에서 오른쪽으로 수평 진행하는 증발, 2 → 3은 압력이 올라가는 압축, 3 → 4는 고압에서 왼쪽으로 되돌아오는 응축, 4 → 1은 엔탈피가 일정한 수직선으로 내려오는 교축(팽창)이며, h1 = h4인 조건이 교축 과정임을 뒷받침한다.
냉동효과(증발기 흡수열)는 h2 − h1 = 231 − 98 = 133 kJ/kg, 압축일은 h3 − h2 = 282 − 231 = 51 kJ/kg이다.
성적계수는 $COP=\dfrac{h_2-h_1}{h_3-h_2}=\dfrac{133}{51}\approx 2.6$ 이다. 분자에 응축기 방열량 h3 − h4 = 184 kJ/kg을 넣으면 열펌프 성적계수(약 3.6 = 냉동기 COP + 1)가 되므로, 냉동기에서는 증발기 흡수열을 분자에 두어야 한다.

단열과정에서는 계와 주위 사이의 열 출입이 없으므로 δQ = 0이다. 여기에 클라우지우스 부등식 dS ≥ δQ/T 를 적용하면 dS ≥ 0 이 되고, 등호는 가역 단열(등엔트로피)일 때만 성립한다.
따라서 비가역 단열과정에서는 마찰·교축 등 내부 비가역성 때문에 엔트로피가 반드시 생성되므로 dS > 0 이다. 밀폐계라 물질의 출입이 없어도 내부 비가역성만으로 엔트로피는 증가한다.
보기에 함께 제시된 dS = 0 은 가역 단열(등엔트로피)과정을, dS = δQ/T 는 가역과정에 한해 성립하는 엔트로피 정의식을 나타낸다. dS = CP(dT/T) − R(dP/P) 는 이상기체의 일반적인 엔트로피 변화식일 뿐 '단열이면서 비가역'이라는 조건을 담고 있지 않다.

과열증기의 엔탈피는 포화증기 엔탈피에 과열 구간에서의 현열을 더해 구한다. 포화온도(179.1℃)에서 실제온도(400℃)까지의 과열도는 $\Delta T=400-179.1=220.9\,\mathrm{K}$이다.
따라서 $h=h_{sat}+C_p\Delta T=2775+2.2\times220.9\approx2775+486\approx3261\,\mathrm{kJ/kg}$이다.

표준 증기압축 냉동사이클의 팽창과정은 팽창밸브(교축)를 통과하며 일어나는데, 이는 단열 상태에서 일어나지만 마찰과 소용돌이를 동반하는 비가역 과정이라 엔탈피가 일정하게 유지되는 등엔탈피 과정이지 등엔트로피 과정이 아니다. 따라서 팽창과정이 대부분 등엔트로피 팽창을 한다는 설명은 옳지 않다.
압축과정에서 기체 냉매가 단열압축되어 고온고압이 된다는 설명, 증발과정이 저온부에서 정압으로 열을 흡수하며 일어난다는 설명, 응축과정이 일정 압력에서 방열하며 냉매가 포화액으로 바뀐다는 설명은 모두 표준 사이클의 특징과 일치한다.

이상기체의 등온과정에서는 내부에너지 변화가 0 이므로, 계가 주고받는 절대일은 W = ∫P dV = mRT·ln(V2/V1) 로 계산된다.
초기 체적의 1/2 로 압축하므로 V2/V1 = 1/2 이고, W = mRT·ln(1/2) = −mRT·ln2 가 된다. 부호가 음(−)인 것은 계가 일을 '받는' 압축이라는 뜻이다.
문제가 묻는 것은 필요한 압축일의 크기이므로 절댓값을 취해 mRT × ln2 이다. 앞에 1/2 이나 2 가 붙는 형태, 로그를 제곱한 형태는 등온과정 일의 유도식에서 나올 수 없다.

주어진 P-V 선도의 상태점은 1(70℃), 2(150℃), 3(70℃) 이며, 문제의 b 과정은 선도 위쪽의 수평선을 따라 2(150℃) → 3(70℃) 으로 진행하는 과정이다(a 는 2→1, c 는 3→1 곡선).
이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 경로에 관계없이 ΔU = n·Cv·ΔT 로 구한다. Cv = 1.5R = 1.5 × 8.314 = 12.471 J/(mol·K) 이다(8.314 kJ/(kmol·K) = 8.314 J/(mol·K)).
따라서 ΔU = 1 mol × 12.471 × (70 − 150) = 12.471 × (−80) ≈ −998 J 이다. 온도가 내려갔으므로 내부에너지는 감소하여 음의 값이 된다.

선도의 사이클은 1→2(급수펌프 단열압축), 2→3(보일러 가열), 3→4(터빈 단열팽창), 4→1(복수기 방열)로 이어지는 랭킨 사이클이고, 5와 6은 각각 상태 1과 4에서 엔트로피 축(s축)으로 내린 점이다.
T-s 선도에서는 어떤 과정 곡선 아래의 면적이 그 과정에서 주고받은 열량이다. 그러므로 보일러에서 공급한 열량은 가열과정 2→3 아래 면적, 즉 면적 5-2-3-6-5 이고, 복수기에서 버린 열량은 면적 5-1-4-6-5 이다.
사이클이 그리는 폐곡선 내부 면적 1-2-3-4-1 이 정미일(순일)에 해당하므로, 열효율 η = 정미일 ÷ 공급열량 = 면적 1-2-3-4-1 ÷ 면적 5-2-3-6-5 로 표현된다.

이상기체에서 정압비열과 정적비열 사이에는 $C_p-C_v=R$의 관계가 성립한다.
따라서 정적비열은 $C_v=C_p-R=5.24-2.08=3.16\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$이다.

랭킨사이클은 펌프(가역단열압축) → 보일러(정압가열) → 터빈(가역단열팽창) → 응축기(정압방열)가 순환적으로 반복되는 사이클이다. 정답이 되는 순서는 터빈의 가역단열팽창에서 시작해 응축기의 정압방열, 펌프의 가역단열압축, 보일러의 정압가열로 이어지는 형태로, 같은 순환을 다른 지점부터 표기한 것이어서 실제 진행 방향과 일치한다.
나머지 선택지들은 압축과 팽창의 순서, 가열과 방열의 위치가 실제 사이클의 흐름과 어긋나 있어 랭킨사이클을 올바르게 나타내지 못한다.

건도는 습증기 전체 질량 중 증기(기체) 성분이 차지하는 질량비로 정의된다. 포화수 1kg과 포화증기 4kg을 혼합하면 전체 질량은 5kg이 되고, 그 중 증기 성분은 4kg이다.
따라서 건도는 $x=\dfrac{4}{1+4}=0.8$, 즉 80%이다.

냉동사이클에서 응축은 임계온도 이하에서만 일어날 수 있으므로, 좋은 냉매는 상온 부근에서 응축이 잘 일어나도록 임계점이 높아야 한다. 임계점이 낮으면 상온에서 응축시키기 어려워지므로, 임계점이 낮을 것이라는 조건은 냉매의 구비조건과 반대된다.
응고점이 낮아 저온에서도 얼지 않을 것, 표면장력이 작아 전열이 잘 될 것, 비열비가 작아 압축 후 토출가스 온도 상승이 적을 것은 모두 실제 냉매에 요구되는 바람직한 성질이다.

T-s 선도에서 포화액선과 포화증기선은 저온에서 큰 엔트로피 차이를 보이다가 임계점에서 서로 만난다. 온도가 올라갈수록 포화액의 비엔트로피는 증가하여 임계점 쪽으로 접근하고, 포화증기의 비엔트로피는 감소하여 역시 임계점 쪽으로 수렴한다.
즉 두 선이 서로 가까워지며 임계점에서 만나는 형태이므로, 온도 상승에 따라 포화액은 증가·포화증기는 감소한다는 설명이 옳다.

에릭슨(Ericsson) 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 정압과정으로 구성되며, 정압과정에서 방출·흡수되는 열을 재생기를 통해 서로 주고받는 재생 사이클이다.
디젤 사이클은 단열압축-정압가열-단열팽창-정적방열로, 사바테 사이클은 정적·정압 가열이 혼합된 형태로, 스털링 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 정적과정으로 구성되어 있어 모두 조건과 다르다.

계량단위는 정확한 기준과 안정된 원기를 가지고 있어야 하며, 사용하기 편리하고 이해하기 쉬워야 한다는 것이 일반적 요건이다. 하지만 국제단위계(SI)를 비롯한 현대 계량체계는 10진법을 기본으로 하고 있으며, 60진법을 표준으로 삼지는 않는다.
따라서 대부분의 계량단위를 60진법으로 해야 한다는 진술은 계량단위의 일반적 요건과 맞지 않는다.

정치제어는 목표값(설정값)을 일정하게 유지하도록 하는 제어방식으로, 외란이 있어도 제어량을 정해진 값으로 계속 유지시키는 것이 목적이다. 송풍량을 항상 일정하게 공급하고자 하는 경우 이 방식이 가장 적합하다.
프로그램제어는 목표값이 미리 정해진 대로 시간에 따라 변화하는 경우에, 비율제어는 목표값이 다른 양과 일정 비율 관계를 가질 때에, 추종제어는 목표값이 임의로 변화하는 것을 추종할 때에 적합하여 일정한 송풍량 유지 목적과는 다르다.

오리피스나 벤투리관은 유체가 좁아진 단면을 지날 때 유속이 빨라지면서 압력이 낮아지는 베르누이 정리를 이용한 차압식 유량계이다. 유량은 교축기구 전후에서 발생하는 압력차로부터 계산된다.
따라서 유량을 구하기 위해 필요한 값은 측정기구 전후의 압력차이며, 온도차나 단순한 입구·출구 압력값만으로는 유량을 산출할 수 없다.

연소열법은 시료 가스를 실제로 연소시켜 발생하는 열량이나 온도 변화를 측정하는 방식으로, 화학반응(연소)을 이용하는 화학적 분석법에 해당한다.
밀도법은 가스의 밀도 차이를, 열전도율법은 가스마다 다른 열전도 특성을, 가스크로마토그래프법은 흡착·분리 특성이라는 물리적 성질을 이용해 성분을 분석하므로, 연소열법만 물리적 성질을 이용한 방법이 아니다.

계장용 공기식(뉴매틱) 전송 신호는 표준화되어 있으며, 통상 0.2~1.0 kg/cm² 범위의 공기압을 측정값 0~100%에 대응시켜 전송한다.
이는 전기식 전송에서 흔히 쓰이는 4~20mA 신호에 대응하는 공기압 표준 신호 범위로, 나머지 수치 범위들은 실제 계장용 표준과 맞지 않는다.

석영관은 내열성과 내산성이 우수하고 상용사용온도가 약 1000℃ 수준으로 비교적 높은 편이지만, 환원성 분위기의 가스에 대해서는 기밀성이 다소 떨어지는 특성을 가진 보호관 재질이다.
카보런덤관과 자기관은 석영관보다 더 높은 온도까지 사용 가능한 고온용 보호관이고, 황동관은 내열성이 낮아 비교적 저온에서만 사용되므로 조건에 맞지 않는다.

피토관은 유동 중 전압(정체압)을 측정하는 구멍과 정압을 측정하는 구멍을 함께 갖추어, 두 압력의 차이로부터 베르누이 정리에 따라 그 지점의 유속과 순간 유량을 구하는 유량계이다.
로터미터는 부자의 위치로, 임펠러식은 회전수로 유량을 측정하는 방식이며, 휘트스톤 브릿지는 전기저항 측정에 쓰이는 회로 방식이므로 전압과 정압의 차를 이용하는 방식과는 원리가 다르다.

그림은 두 압력 P1, P2(kg/m2)를 비교하는 U자관 액주계로, 봉입액의 비중량은 γ(kg/m3), 좌우 액면의 높이차는 h(m)이다. 그림에서 P1 이 걸린 왼쪽 액면이 낮고, P2 쪽 액면이 h 만큼 높다.
액면차가 이렇게 생겼다는 것은 왼쪽 압력이 더 크다는 뜻이다. 낮은 쪽 액면(왼쪽 액면)을 기준면으로 잡고 좌우 압력이 같다는 조건을 세우면 P1 = P2 + γh 가 된다.
즉 P1 = P2 + γh 이고, 두 압력의 차는 P1 − P2 = γh 이므로 액주 높이 h 만 읽으면 압력차를 알 수 있다. γh 는 kg/m3 × m = kg/m2 로 압력 차원이 되지만, h = γ(P1−P2) 같은 형태는 차원이 맞지 않아 성립할 수 없다.

온도계와 같은 1차 지연요소는 지시온도가 측정 대상온도를 향해 지수함수적으로 접근하는 거동을 보인다. 이때 지시값의 시간에 대한 변화율은 측정 대상온도와 지시값의 차이에 비례하고 시정수에 반비례하는 형태로 나타난다.
즉 관계식은 $\dfrac{dT}{d\tau}=\dfrac{x-T_o}{\lambda}$ 꼴이 되며, 측정하려는 온도 x와 온도계 지시치의 차가 클수록 지시값이 빠르게 변하고 시정수 λ가 클수록 반응이 느려지는 1차 지연계의 전형적인 특성을 나타낸다.
분모와 분자의 위치가 뒤바뀌거나 시정수가 분자에 놓이는 다른 형태는 시간이 지날수록 지시값이 측정대상 온도에 지수적으로 수렴하는 실제 거동을 나타낼 수 없다.

전기식 집진기(코트렐 집진기)는 방전극에 고전압을 걸어 코로나 방전을 일으키고, 이때 발생한 이온이 먼지 입자를 대전시켜 집진극으로 끌어당겨 포집하는 원리로 작동한다.
세정식은 액체와의 접촉으로, 원심식·사이클론식은 원심력으로 입자를 분리하는 방식이어서 코로나 방전과는 관련이 없다.

U자관 압력계에 쓰이는 액주는 압력 변화에 신속하게 반응해야 하므로 점도가 작아야 응답성이 좋다. 점도가 크면 액주의 움직임이 둔해져 정확한 측정이 어려워지므로, 점도가 클 것이라는 조건은 액주의 구비조건과 반대된다.
열팽창계수가 작아 온도에 따른 오차가 적을 것, 모세관현상이 적어 표시값 왜곡이 없을 것, 화학적으로 안정되어 변질되지 않을 것은 모두 실제 액주가 갖추어야 할 조건이다.

색온도계는 고온 물체가 방사하는 빛의 색(파장 분포)을 이용해 온도를 측정하는 방식으로, 측정 대상에 직접 접촉하지 않는 비접촉식 온도계이다.
저항온도계, 압력식온도계, 유리온도계는 모두 감온부(측온저항체, 봉입액 등)를 측정 대상에 직접 접촉시켜야 온도를 알 수 있는 접촉식 온도계이므로 비접촉식과는 구분된다.

물 20L는 약 20kg에 해당하며, 필요한 열량은 $Q=mc\Delta T$로 구한다. 물의 비열은 약 $4.186\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$이고, 온도 상승폭은 $80-15=65\,\mathrm{K}$이다.
따라서 $Q=20\times4.186\times65\approx5442\,\mathrm{kJ}$의 열량이 필요하다.

1차(주) 제어장치가 제어량을 측정해 명령(설정값)을 만들고, 그 명령을 받은 2차(부) 제어장치가 실제로 조작량을 조절하여 제어량을 맞추는 방식은 캐스케이드제어이다. 1차 제어루프의 출력이 2차 제어루프의 목표값이 되는 이중 폐루프 구조가 핵심이다.
두 개의 제어루프를 종속으로 연결하면 외란의 영향이 최종 제어량에 나타나기 전에 2차 루프가 먼저 흡수하므로, 하나의 루프만 쓰는 경우보다 응답이 빠르고 제어 정밀도가 높아진다.
미리 정한 순서대로 목표값을 바꾸어 가는 프로그램제어, 정해진 절차에 따라 각 단계를 차례로 진행하는 시퀀스제어, 목표값을 일정하게 유지하는 제어는 모두 하나의 제어계로 동작할 뿐 이러한 이중 루프 구조를 갖지 않는다.

용적식(실측식) 유량계는 일정한 용적의 공간에 유체를 채웠다가 배출하는 것을 반복하며 그 반복 횟수로 유량을 적산하는 방식으로, 대표적으로 습식가스미터가 있다. 습식가스미터는 내부 격실에 가스를 채우고 회전시키면서 부피를 직접 세는 구조이다.
오리피스미터는 교축기구 전후의 차압을 이용하는 차압식, 로터미터는 부표(플로트)의 위치로 유량을 읽는 면적식, 피토관은 유속을 동압으로 환산하는 유속식으로, 모두 유체를 구획해 세는 용적식과는 원리가 다르다.

내열강 보호관 SEH-5는 니켈-크롬계 내열강으로 내식성·내열성 및 강도가 우수하고, 유황가스나 산화염 분위기에도 사용할 수 있으며, 사용 가능한 온도 한계가 자기질(세라믹) 보호관보다는 낮아 상대적으로 저온 측정에 쓰인다.
다만 보호관 사용온도표에서 내열강 SEH-5는 상용사용온도 1050℃, 최고사용온도 1200℃ 수준으로 제시된다. 따라서 상용온도 800℃·최고사용온도 850℃라고 한 설명은 실제 기준과 맞지 않아 옳지 않다.

제어편차는 목표값(설정값)과 제어량(현재값)의 차이를 뜻한다. 목표치에 제어량을 더한 값이라는 서술은 편차의 정의를 벗어난 것으로, 두 값을 더하는 것이 아니라 빼서 그 차이를 구하는 개념이기 때문이다.
측정량은 측정하고자 하는 물리량을 뜻하고, 양은 수치와 기준으로 크기를 나타낼 수 있는 성질을 가리키는 정의로, 계측 용어의 일반적인 정의와 일치한다.

기체의 열전도율은 분자량이 작을수록(분자 운동이 활발할수록) 커지는 경향이 있다. 제시된 기체 중 분자량이 가장 작은 수소의 열전도율이 가장 크다.
공기, 메탄, 이산화탄소는 수소보다 분자량이 커서 열전도율이 상대적으로 낮게 나타난다.

수분 흡수법은 시료 기체를 흡습성 물질에 통과시켜 그 물질이 흡수한 수분량으로 습도를 구하는 방법으로, 오산화인·실리카겔·황산과 같이 흡습성이 강한 물질이 흡수제로 쓰인다.
피크린산은 강한 흡습성을 가진 물질이 아니라 시약·폭발성 물질로 쓰이는 니트로화합물이어서, 수분 흡수용 건조제로는 적절하지 않다.

출력측 신호의 일부를 입력측으로 되돌려 폐루프를 형성하고, 목표값과 비교해 오차를 줄여나가는 제어 방식은 피드백제어이다.
시퀀스제어는 미리 정한 순서에 따라 진행되는 개루프 방식이고, 뱅뱅(온오프)제어나 리셋(적분)동작은 피드백제어 안에서 쓰이는 개별 요소일 뿐 폐루프 구조 자체를 가리키는 명칭은 아니다.

냉난방온도의 제한온도 기준은 냉방 26℃ 이상·난방 20℃ 이하이고, 판매시설과 공항은 냉방의 제한온도를 25℃ 이상으로 정하고 있다. 또 의료법에 따른 의료기관의 실내구역은 제한온도를 적용하지 않을 수 있다.
다만 숙박시설의 객실 내부 구역은 냉방온도 25℃ 이상이라는 별도 수치 기준이 적용되는 곳이 아니라, 의료기관 실내구역 등과 함께 제한온도를 적용하지 않을 수 있는 구역으로 분류되므로 해당 설명은 틀렸다.

정부와 에너지사용자 간 자발적 협약의 평가기준에는 에너지 절감량(또는 온실가스 배출 감축량), 계획 대비 달성률 및 투자실적, 자원·에너지 재활용 노력과 같이 협약 이행 성과를 나타내는 지표들이 포함된다.
에너지이용합리화자금의 활용실적은 협약 이행을 지원하기 위한 자금 지원 항목일 뿐, 협약 이행 여부를 판정하는 평가기준 자체는 아니다.

목표에너지원단위란 제품 단위당 에너지사용목표량, 즉 제품 한 단위를 생산하는 데 목표로 하는 에너지사용량을 뜻한다.
단순히 제품의 생산목표량이나 연료 단위당 생산목표량, 목표량에 맞춘 에너지사용량이라는 설명은 에너지원단위 개념에서 벗어난 것이다.

셔틀요는 대차(셔틀)에 제품을 실어 가마를 드나들게 하는 반연속식 요로, 조업 준비가 간단하고 조업주기가 짧으며 앞선 조업에서 남은 요체의 보유열을 다음 조업에 활용할 수 있어 경제적이다.
윤요와 터널요는 각각 환상형·직선형의 연속식 가마이고, 도염식요는 불연속식 가마로, 셔틀요와 같은 반연속식의 특징을 갖지 않는다.

용선이 가진 보유열과 용선 속 불순물(탄소, 규소 등)이 산소와 반응하며 내는 산화열만으로 노 내 온도를 유지해 용강을 얻는 설비는 전로이다. 별도의 연료를 연소시키지 않는 것이 가장 큰 특징이다.
평로와 반사로는 연료를 연소시켜 노 내부를 가열하는 방식이고, 고로는 코크스를 연료 겸 환원제로 사용해 선철을 만드는 설비여서, 모두 전로와 원리가 다르다.

검사대상기기인 압력용기는 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체를 보유하는 용기 중 내용적이 0.04㎥ 이상인 것(또는 동체 안지름과 길이가 일정 기준 이상인 것)을 말한다. 보기에 제시된 0.004㎥는 이 기준의 10분의 1 수준이어서 검사대상기기에 해당하지 않는다.
반면 가스 사용량이 17kg/h를 초과하는 소형온수보일러와 정격용량이 0.58MW를 초과하는 철금속가열로는 검사대상기기의 범위에 그대로 명시되어 있는 항목이다.

복사를 무시하면 관 표면에서 공기로 빠져나가는 자연대류 열전달만 남으므로 $Q = h A \Delta t$로 구한다. 관 길이 1m를 기준으로 하면 전열면적은 $A = \pi D L = \pi \times 0.065 \times 1 \approx 0.204\ \mathrm{m^2}$이고, 온도차는 $\Delta t = 55 - 20 = 35\ ^\circ\mathrm{C}$이다.
공기 중 수평관 표면의 자연대류 열전달계수는 $h = 1.32\left(\dfrac{\Delta t}{D}\right)^{1/4}$ 형태의 상관식으로 어림하며, 이 조건에서는 6 W/(㎡·K) 안팎의 값이 나온다. 이를 대입하면 $Q \approx 6.2 \times 0.204 \times 35 \approx 44\ \mathrm{W}$로, 관 1m당 약 44W의 열이 손실된다.
어떤 상관식과 공기 물성값을 쓰느냐에 따라 계산값은 44~46W 사이에서 조금씩 달라지므로, 보기 중 가장 가까운 값을 답으로 고르면 된다.

에너지법에서 "연료"란 석유·가스·석탄, 그 밖에 열을 발생하는 열원을 말하며, 제품의 원료로 사용되는 것은 연료의 정의에서 제외한다.
따라서 "제품의 원료로 사용되는 것을 말한다"는 설명은 법이 제외하도록 정한 부분을 오히려 연료라고 뒤집어 서술한 것이어서 옳지 않다.
에너지사용자(에너지사용시설의 소유자 또는 관리자), 에너지사용시설, 에너지공급자(에너지를 생산·수입·전환·수송·저장 또는 판매하는 사업자)에 대한 나머지 설명은 에너지법상의 정의와 일치한다.

다르시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 식에 따르면 관로의 마찰손실수두는 $h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$로 나타나며, 관의 길이에 비례하고 관 지름에 반비례한다.
유속과의 관계는 v에 단순히 비례하는 것이 아니라 유속의 제곱(v²)에 비례한다는 것이 정확한 관계이므로, "유체의 속도에 비례한다"는 설명은 관계식을 정확히 나타내지 못해 틀린 설명이다.

열사용기자재란 연료 및 열을 사용하는 기기, 축열식 전기기기와 단열성 자재를 통틀어 이르는 말로, 에너지이용합리화법령에서 정한 정의와 일치한다.
연료 및 열을 사용하는 기기만을 가리킨다거나, 안전관리·효율관리가 특히 필요한 기자재만을 뜻한다는 설명, 특정열사용기자재라는 별칭으로만 부른다는 설명은 열사용기자재라는 더 넓은 개념을 좁게 서술한 것이어서 가장 적절한 설명으로 보기 어렵다.

검사대상기기의 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우, 폐기한 날부터 15일 이내에 검사대상기기 폐기신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
이는 검사대상기기의 설치·변경·사용중지 등 각종 신고 절차와 함께 에너지이용합리화법 시행규칙에서 정하는 기한으로, 신고를 지연하면 행정처분의 대상이 될 수 있다.

다이어프램 밸브는 유연한 격막(다이어프램)으로 유로를 막거나 열어 유량을 조절하는 밸브로, 별도의 패킹 없이도 기밀을 유지할 수 있고 화학약품이 금속부와 직접 접촉하지 않아 부식을 방지하며 저항이 작아 흐름이 원활하다는 장점이 있다.
일정 압력 이상이 되면 자동으로 열려 유체를 분출시키는 동작은 안전밸브(릴리프밸브)의 기능이며, 다이어프램 밸브 자체는 압력에 따라 자동으로 개방·분출하는 구조가 아니므로 이 설명은 틀렸다.

내화물은 화학적 성질에 따라 산성·중성·염기성으로 나뉘는데, 고알루미나질 내화물은 알루미나(Al₂O₃) 함량이 높아 중성내화물로 분류된다.
납석질·반규석질·샤모트질 내화물은 실리카(SiO₂) 계열 성분이 많아 산성내화물로 분류되어, 중성내화물인 고알루미나질과 구분된다.

기체의 열전도율은 분자량이 작을수록 커지는 경향이 있다. 따라서 보온재 내부의 가스가 공기보다 분자량이 작은 기체라면, 그 보온재의 겉보기 열전도율은 높아진다.
이는 분자량이 작은 수소나 헬륨 같은 기체가 공기보다 열전도율이 크다는 일반적인 기체의 성질과 같은 맥락이다.

우모펠트는 동물의 털을 원료로 한 펠트로, 보냉·저온 배관에 주로 쓰이는 저온용 보온재이며 고온에서는 사용할 수 없다.
규산칼슘, 세라믹화이버, 펄라이트는 모두 고온 배관이나 노벽 등에 사용되는 대표적인 고온용 보온재이다.

가마를 연속가마, 반연속가마, 불연속가마로 나누는 기준은 조업방식, 즉 가마를 쉬지 않고 연속적으로 운전하는지, 일정 주기로 쉬었다 다시 쓰는지, 한 번 조업이 끝날 때마다 전체를 냉각·재가열하는지에 따른 구분이다.
온도상승 속도, 사용목적, 전열방식은 가마의 다른 특성을 나타내는 기준일 뿐, 연속·반연속·불연속을 가르는 기준은 아니다.

인정검사대상기기 조종자 교육을 이수한 사람의 조종범위는 압력용기, 온수를 발생시키거나 열매체를 가열하는 보일러로서 용량이 581.5kW 이하인 것, 증기보일러로서 최고사용압력이 1MPa 이하이고 전열면적이 10㎡ 이하인 것으로 한정된다.
따라서 압력용기, 용량 300kW인 온수보일러, 최고사용압력 0.5MPa·전열면적 9㎡인 증기보일러는 모두 조종범위에 들어간다. 그러나 용량이 3t/h에 이르는 노통연관식 보일러는 이 한도를 크게 넘어서는 대형 보일러여서 조종범위에 해당하지 않는다.

보온재는 일반적으로 밀도가 클수록 재료가 조밀해져 열전도율이 높아진다. 따라서 "밀도가 클수록 열전도율이 낮아진다"는 설명은 실제 경향과 반대로 서술된 것이어서 틀렸다.
재료의 온도가 낮을수록, 재질 내 수분이 적을수록 열전도율이 낮아진다는 설명은 보온재의 일반적인 성질과 일치한다.

검사대상기기 조종자를 해임(또는 퇴직)시킨 경우, 그 사유가 발생한 날부터 30일 이내에 해임(퇴직) 신고를 하여야 한다.
이는 검사대상기기 조종자의 선임·해임·퇴직 신고에서 정하는 기한이며, 조종자의 공백을 막기 위해 해임하거나 퇴직하기 이전에 다른 조종자를 선임하도록 함께 정하고 있다.

제시된 조건은 보존기간 6개월 이상의 장기 보존, 1년 이상이면 방청도료 도포, 약품 상태를 1~2주마다 점검, 동(드럼) 내부의 산소 제거에 숯불 이용 이다. 흡습 약품을 넣고 밀폐한 뒤 그 약품 상태를 주기적으로 점검한다는 점이 석회밀폐 건조보존법의 결정적 특징이다.
석회밀폐 건조보존법은 보일러수를 완전히 배출하고 내부를 건조시킨 다음 생석회(CaO)·실리카겔 등 흡습제를 동 내부에 넣고 밀폐하여 습기와 산소를 차단하는 방법으로, 6개월 이상 장기 휴지 시에 쓴다.
만수보존법은 2~3개월 이내 단기 휴지 시 보일러수를 가득 채워 두는 방법, 가열건조법 역시 단기 휴지 시 열로 말리는 방법이며, 질소가스 봉입보존법은 약 0.06 MPa 정도로 질소를 채워 산화를 막는 방법이라 '약품 점검'이라는 조건과 맞지 않는다.

인젝터는 증기의 분사력으로 물을 밀어 넣는 급수장치이므로, 물이 빠져나갈 길을 먼저 확보한 뒤 → 물을 채우고 → 증기를 넣고 → 핸들로 유량을 조절하는 순서로 시동한다.
따라서 급수 출구관의 정지 밸브가 열려 있는지 확인 → 급수(흡수) 밸브를 연다 → 증기 밸브를 연다 → 핸들을 연다 순, 즉 ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮ 가 옳다.
출구 정지밸브를 확인하지 않은 채 증기를 먼저 넣으면 물이 나갈 곳이 없어 인젝터가 작동하지 않거나 급수가 역류·비등한다. 정지할 때는 이와 반대로 핸들 → 증기 밸브 → 급수 밸브 순으로 닫는다.

보일러 사고의 원인은 크게 제작상의 원인과 취급(운전)상의 원인으로 나뉜다. 재료불량, 구조 및 설계불량, 용접불량은 보일러를 만드는 과정에서 발생하는 제작상의 원인에 해당한다.
급수처리불량은 보일러를 가동·운전하는 과정에서 관리가 미흡해 생기는 취급상의 원인으로 분류되어, 제작 단계의 원인과는 성격이 다르다.

바이메탈트랩은 두 금속의 열팽창률 차이를 이용해 온도 변화로 밸브를 여닫는 온도조절식 트랩으로, 가동 초기에 응축수와 함께 남아 있는 공기를 밖으로 잘 배출하는 배기(공기빼기) 능력이 우수하다는 장점이 있다.
반면 밸브가 열리고 닫히는 온도차가 커서 응축수를 곧바로 배출하지 못하고, 온도만으로 동작하므로 같은 압력에서도 온도가 크게 높아지는 과열증기 조건에는 적합하지 않다. 또 구조가 단순해 밸브가 막히는 폐색의 우려는 크지 않으므로, 나머지 설명들은 바이메탈트랩의 특징과 맞지 않는다.

공기비를 낮추면 쓸데없이 데워져 굴뚝으로 빠져나가던 과잉공기의 현열 손실이 줄어든다. 표에서 공기비가 1.8 → 1.1 로 개선되므로 줄어든 공기량은 (1.8 − 1.1) × 이론공기량 10.696 = 7.487 Nm3/kg-연료 이다.
이 공기는 송풍온도 20℃로 들어와 배기가스온도 110℃로 버려지므로, 절감되는 열량은 7.487 × 0.31 × (110 − 20) ≈ 208.9 kcal/kg-연료 가 된다.
입열합계가 9800 kcal/kg-연료 이므로 절감률 = 208.9 ÷ 9800 × 100 ≈ 2.1% 이다. 증기량 10t/h 와 저위발열량 9540 은 이 절감률 계산에는 직접 쓰이지 않는 조건이다.

물의 탁도는 물의 흐림 정도를 나타내는 지표로, 증류수 1L에 정제카올린 1mg을 함유시켰을 때와 같은 색과 흐림 정도를 탁도 1도로 정의한다.
카올린이 아닌 황산칼슘을 기준으로 하거나, 함유량 단위를 1g으로 서술한 설명은 탁도의 정의와 일치하지 않는다.

열교환기에서 고온·저온 유체의 온도차는 입구에서 출구로 가면서 지수함수적으로 변하므로, 평균 온도차는 산술평균이 아니라 대수평균온도차(LMTD)로 계산해야 한다.
정의식은 Δθm = (Δθ′ − Δθ″) ÷ ln(Δθ′/Δθ″) 이다. 즉 두 온도차의 차를 두 온도차 비의 자연로그로 나눈 값이며, 이 값은 항상 산술평균보다 작다.
조건이 Δθ′ > Δθ″ 이므로 분자 Δθ′ − Δθ″ > 0, 분모 ln(Δθ′/Δθ″) > 0 이 되어 Δθm 이 양의 온도값으로 나온다. 로그를 분자에 두면 온도 차원이 사라지고, 로그 안의 분수를 뒤집으면 값이 음이 되어 성립하지 않는다.

히트파이프는 밀폐된 관 내부의 작동유체가 한쪽에서 증발하고 다른 쪽에서 응축되며, 모세관력(윅 구조) 등을 이용해 응축액이 다시 증발부로 돌아가는 원리로 열을 이동시킨다. 이 과정은 별도의 동력 없이 자체적으로 순환하며, 열저항이 작아 낮은 온도차에서도 열회수가 가능하고, 전열면적을 늘리기 위해 핀튜브 형태로 만들며 수평·수직·경사 등 다양한 자세로 설치할 수 있다.
따라서 "별도 구동장치의 동력이 필요하다"는 설명은 히트파이프가 펌프나 팬 같은 별도 구동장치 없이 작동한다는 특성과 반대되어 틀렸다.

증발률은 보일러 본체의 전열면적 1㎡당 1시간에 발생시키는 증기량으로 계산한다. 증발량 20 ton/h를 kg/h 단위로 바꾸면 20,000kg/h이므로, $\dfrac{20{,}000\ \mathrm{kg/h}}{450\ \mathrm{m^2}} \approx 44.4\ \mathrm{kg/(m^2\cdot h)}$가 되어 제시된 값과 가장 가까운 결과를 얻는다.
증발량의 단위를 kg/h로 정확히 환산한 뒤 전열면적으로 나누는 것이 계산의 핵심이다.

해수 마그네시아는 바닷물에 녹아 있는 마그네슘염에 석회유(수산화칼슘, Ca(OH)₂)를 넣어, 물에 거의 녹지 않는 수산화마그네슘 Mg(OH)₂을 침전시켜 얻는다. 이 침전물을 걸러 낸 뒤 소성하면 마그네시아(MgO) 클링커가 만들어진다.
따라서 마그네슘 화합물이 Ca(OH)₂와 반응해 Mg(OH)₂ 침전과 칼슘 화합물을 남기는 형태의 반응식이 옳다. 나머지 보기들은 탄산염이나 규산염끼리 성분이 자리를 바꾸는 반응이어서, 수산화마그네슘을 침전시키는 과정을 나타내지 못한다.

육용강제 보일러에서 길이 스테이 또는 경사 스테이를 핀 이음으로 부착하는 경우, 핀이 걸리는 스테이휠 부분은 하중이 집중되므로 그 단면적을 스테이에 필요한 소요 단면적의 1.25배 이상으로 확보하도록 정하고 있다.
이는 핀 이음부의 응력 집중을 고려해 스테이 본체보다 여유 있는 단면을 갖추도록 한 구조상의 안전 기준이다.

보일러·압력용기의 판 두께를 정할 때, 강도 계산식으로 구한 계산 두께에 사용 중 부식으로 얇아질 것을 대비한 부식여유를 더한 두께를 최소두께라고 한다.
실제로 사용하는 판의 두께(실제 두께)는 이 최소두께 이상이 되도록 선정해야 한다.

원수의 용존 산소 제거에 사용되는 약제를 판단하는 문제다. 1번 탄닌(tannin)은 환원성 물질로서 용존산소와 반응하여 산소를 제거하며, 2번 히드라진(hydrazine, N₂H₄)은 강력한 환원제로 용존산소를 질소와 물로 환원시키고, 3번 아황산나트륨(Na₂SO₃)도 환원제로서 용존산소를 제거하는 주요 약제다. 반면 4번 폴리아미드(polyamide)는 합성 고분자 물질로 산소 제거 성능이 없고, 응집·여과 등 물리화학적 처리에만 사용되므로 용존산소 제거 약제가 아니다.

대류 열전달계수는 누셀트 수(Nu) 정의식 $Nu = \dfrac{h d}{k}$ 로부터 구할 수 있다. 여기서 $k$는 유체(온수)의 열전도도이며, 관 자체 재질의 열전도도(강관 50 W/m·K)는 이 계산에 직접 쓰이지 않는다.
주어진 값을 대입하면 $h = \dfrac{Nu \cdot k}{d} = \dfrac{160 \times 0.68}{0.05} = 2176\ \mathrm{W/(m^2\cdot K)}$ 로 계산된다.
유속(0.3 m/s)은 레이놀즈수·누셀트수를 구할 때 필요한 값이지만, 본 문제는 Nu가 이미 주어져 있으므로 직접 사용되지 않는다.

맞대기 용접의 그루브 형상은 판 두께에 따라 선택된다. 판 두께 10mm 안팎의 중간 두께에는 한쪽에서 경사지게 개선한 V형, 개선면을 원호 모양으로 가공한 R형(레디어스형), 한쪽 면만 원호로 판 J형이 모두 적용될 수 있다.
반면 H형은 판의 양면에 각각 U형(또는 J형) 홈을 파서 맞대는 이중 홈 형상으로, 용착 금속량을 줄이기 위해 대체로 20mm를 넘는 후판에 쓰는 형상이다. 따라서 판 두께 10mm에는 적용되지 않는다.

절탄기(economizer)는 급수를 예열하는 열교환기로, 관의 재질과 형상에 따라 강관식과 주철관식 등으로 나뉜다. 주철관식은 주철 재질의 내식성이 우수하고 관 외면 구조상 청소가 비교적 쉬워, 부식 우려가 큰 조건에 적합하다.
다만 주철은 강관에 비해 강도가 낮아 고압에는 견디지 못하므로, 증기압이 낮은(약 2kgf/cm² 이하) 저압용 보일러에 한정하여 사용된다. 고압 대용량 보일러에는 강도가 높은 강관식 절탄기가 쓰인다.

육용강제 보일러에서 오목면에 압력을 받는 스테이 없는 접시형 경판(노통을 설치하는 경우)의 최소 두께는 t = PR ÷ (150·σa·η) + A 로 구한다.
분모의 150 은 압력 P 를 kg/cm2, 허용인장응력 σa 를 kg/mm2, 반지름 R 을 mm 단위로 대입하도록 규격에서 정해 둔 상수이고, η 는 경판 자체의 이음효율이다.
부식여유 A 는 계산으로 얻은 두께에 덧붙이는 여유값이므로 반드시 분수식 뒤에 + A 형태로 더해진다. A 를 분모에 넣거나, 분수식 뒤에 R 또는 150 을 더하는 형태는 결과가 두께 단위(mm)가 되지 않아 성립할 수 없다.

급수처리에서 증류법은 원수를 가열·증발시킨 뒤 다시 응축시켜 순수에 가까운 물을 얻는 방법으로, 불순물(염분 등)을 거의 완전히 제거할 수 있어 수질이 가장 우수하다.
다만 물을 증발시키는 데 많은 열량이 소요되어 처리 비용이 크므로, 담수 공급이 제한적인 선박 보일러처럼 해수를 이용해야 하고 보급수량이 적은 특수한 경우에 주로 채택된다.
여과법·석회소다법·이온교환법은 상대적으로 비용이 낮은 일반적인 육상 보일러 급수처리 방식으로, 해수담수화와 같은 고순도 요구 조건에는 적합하지 않다.

기수분리기는 증기 속에 섞인 물방울을 물리적인 힘으로 걸러내는 장치로, 대표적으로 장애판(배플)에 물방울을 충돌시켜 떼어내는 방식, 가는 그물망(스크린)을 통과시키며 물방울을 부착·포집하는 방식, 증기의 흐름 방향을 급격히 바꾸어 관성이나 원심력으로 물방울을 분리하는 방식 등으로 분류한다.
이들은 모두 물방울과 증기의 밀도·관성 차이를 이용한 기계적 분리 원리이며, 압력 자체를 분리 수단으로 삼는 방식은 기수분리 분류에 해당하지 않는다.

노통 보일러의 평형 노통을 하나로 길게 제작하면 강도가 약해지므로, 이를 여러 개의 플랜지형 노통으로 나누어 만든 뒤 각 노통 끝을 굽혀 만든 플랜지끼리 맞대어 잇는다.
이때 두 플랜지가 맞물리는 이음부를 아담슨 조인트(Adamson joint)라 하며, 노통의 강도를 보강하면서도 열팽창을 흡수할 수 있는 구조로 알려져 있다.