[에너지관리기사 필기] 17년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

프로판의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$이다. 이론산소량만으로 연소시키면 공기 중 질소가 개입하지 않으므로 생성되는 가스는 이산화탄소와 수증기뿐이다.
건연소가스량은 수증기를 제외한 이산화탄소만 해당하며, 프로판 1Nm³당 이산화탄소 3Nm³가 생성되므로 5Nm³ 연소 시 건연소가스량은 15Nm³이다.

여과 집진장치(백필터)는 여재를 통해 입자를 물리적으로 걸러내는 방식으로, 서브마이크론 크기의 미세입자까지도 높은 효율로 포집할 수 있어 입자 크기에 관계없이 집진효율이 가장 높은 방식으로 알려져 있다.
중력·원심력 집진장치는 입자가 작아질수록 효율이 급격히 떨어지고, 세정 집진장치 역시 미세입자에 대해서는 여과식보다 효율이 낮은 편이다.

복사에너지는 스테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례한다. 100℃와 500℃를 절대온도로 환산하면 각각 373K, 773K이다.
$\dfrac{E_2}{E_1} = \left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^4 = \left(\dfrac{773}{373}\right)^4 \approx 18.5$
따라서 500℃에서의 복사에너지는 100℃일 때의 약 18.5배가 된다.

고체연료(석탄)의 연료비는 공업분석 결과로 정의되며, 고정탄소(%)를 휘발분(%)으로 나눈 값이다.
$\text{연료비} = \dfrac{\text{고정탄소}(\%)}{\text{휘발분}(\%)}$
연료비는 석탄의 탄화도를 나타내는 지표로, 값이 클수록 고정탄소가 많고 휘발분이 적어 착화가 어렵고 연소속도가 느리며 불꽃이 짧고 발열량은 크다. 대략 무연탄은 12 이상, 반무연탄 4~12, 역청탄 1~4, 갈탄은 1 이하로 분류한다.
회분이나 유리수소가 들어간 형태는 연료의 연소성 분류와 직접 관련이 없어 연료비의 정의가 될 수 없다. 회분은 오히려 연소를 방해하는 불순물 성분이다.

일산화탄소의 연소반응식은 $\mathrm{CO + 0.5O_2 \rightarrow CO_2}$이므로, CO 1Nm³ 연소에 필요한 이론산소량은 0.5Nm³이다.
공기 중 산소 농도를 21%로 보면 이론공기량은 다음과 같다.
$A_o = \dfrac{O_o}{0.21} = \dfrac{0.5}{0.21} \approx 2.38\ \mathrm{Nm^3}$

기체연료는 연소효율이 높고 고온을 얻기 쉬우며, 누출되기 쉽고 폭발 위험성이 크다는 특징을 갖는다.
다만 기체연료는 밀도가 낮아 단위 용적당 발열량은 고체·액체연료에 비해 작다. 따라서 단위 용적당 발열량이 크다는 설명이 틀렸다.

기체 연료의 저장방식은 크게 저압식(유수식·무수식)과 고압식으로 나뉜다. 유수식 홀더는 물탱크에 종 모양의 실린더를 띄워 압력을 유지하고, 무수식 홀더는 물 대신 피스톤과 씰로 밀폐하여 가스를 저장한다.
고압식은 가스를 원통형 압력용기에 고압으로 압축해 저장하는 방식으로, 부지가 좁아도 되는 대신 내압 설계가 중요하다.
반면 가열식은 가스를 저장하는 방식이 아니라 연료를 예열·기화시키는 조작에 해당하므로 기체 연료의 저장방식으로 분류되지 않는다.

배기가스 중 과잉산소농도가 주어졌을 때 공기비(m)는 $m=\dfrac{21}{21-\mathrm{O_2}}$ 로 구한다.
O2=10%를 대입하면 $m=\dfrac{21}{21-10}=\dfrac{21}{11}\approx1.9$ 가 되어, 이론공기량보다 약 1.9배의 공기를 공급하며 연소했음을 의미한다.

부탄(C4H10)의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}$ 이다. 부탄 1kg(분자량 58이므로 약 17.24 mol)을 기준으로 각 성분의 부피를 표준상태로 환산한다.
이론공기량은 $A_o=\dfrac{O_o}{0.21}$로, 소요 산소량 약 2.51 Nm³/kg에서 $A_o \approx 11.95\ \mathrm{Nm^3/kg}$가 나온다. 습배기가스는 연소생성물 CO2(약 1.55 Nm³/kg)와 H2O(약 1.93 Nm³/kg)에 공기 중 질소(약 9.44 Nm³/kg)를 더한 값이다.
이를 모두 합하면 약 12.9 Nm³/kg으로, 선택지 중 13에 가장 가깝다.

코크스 제조를 위한 건류는 가열 온도에 따라 저온건류와 고온건류로 나뉜다. 저온건류는 약 500~600℃에서 이루어져 반코크스를 얻고, 고온건류는 약 1000~1200℃에서 이루어져 제철용 코크스와 같이 단단하고 다공질인 고온코크스를 얻는다.
따라서 코크스의 고온 건류온도는 1000~1200℃가 표준적으로 제시되는 범위이다.

상용압력은 통상의 사용상태에서 해당 설비에 걸리는 최고 압력을 뜻하며, 가스설비의 내압·기밀 성능 기준은 임의의 '최대압력'이 아니라 이 상용압력을 기준으로 규정된다.
액화석유가스 안전관리 기준(KGS 코드)상 저장 가스설비의 내압시험은 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 실시하여 팽창·누설·파손 등 이상이 없어야 하며, 이는 누설 여부를 보는 기밀시험과는 구분되는 별도의 성능 기준이다.

혼합가스의 연소하한계는 르샤틀리에(Le Chatelier)의 법칙으로 구한다. $\dfrac{1}{L}=\sum\dfrac{V_i}{L_i}$
메탄 50%, 에탄 25%, 프로판 25%와 각각의 하한계 5, 3, 2.1(V%)을 대입하면 $\dfrac{1}{L}=\dfrac{0.5}{5}+\dfrac{0.25}{3}+\dfrac{0.25}{2.1}\approx0.302$가 되어 $L\approx3.3$%로 계산된다.

전열면적 F, 총괄전열계수 V, 평균온도차 Δtm이 주어졌을 때 전열량 Q는 열관류(총괄 열전달) 기본식으로 구한다.
$Q = V \times F \times \Delta t_m$ 형태로, 총괄전열계수와 전열면적, 온도차의 곱으로 전열량이 표현되는 관계가 성립한다.

주어진 반응식 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 97600\ \mathrm{kcal/kmol}$에서 발열량 97600 kcal는 탄소 1 kmol이 완전연소할 때의 값이다.
탄소의 분자량은 12이므로 1 kmol = 12 kg이다. 따라서 질량 기준 발열량으로 환산하면
$H = \dfrac{97600\ \mathrm{kcal/kmol}}{12\ \mathrm{kg/kmol}} = 8133\ \mathrm{kcal/kg}$
연소계산에서 흔히 쓰는 탄소의 발열량 약 8100 kcal/kg과 일치한다. kmol 단위의 값을 그대로 쓰거나 12를 곱하면 자릿수가 어긋나므로, 분자량으로 나눈다는 점이 핵심이다.

고체 연료는 매장량이 풍부하고 채굴·가공 비용이 상대적으로 낮아 연료비가 저렴하고 구하기 쉬운 것이 대표적인 장점이다.
반면 성분과 입도가 불균일하여 품질이 일정하지 않고, 착화·소화에 시간이 걸리며, 연소 시 미연분과 회분이 남아 완전연소가 어려워 연소효율이 액체·기체 연료보다 낮은 편이다.

완전연소에서 연소가스 속에 산소(O2)가 남는 이유는 공기를 이론량보다 더 넣었기 때문이다. 즉 연소가스 중의 O2는 과잉공기에 들어 있던 산소가 그대로 빠져나온 것이다.
공기비가 m이면 실제공기량은 mLo, 그중 과잉공기량은 (m − 1)Lo이다. 공기 중 산소는 체적으로 21 %이므로 과잉공기가 품고 있는 산소량은 0.21(m − 1)Lo가 된다. 이것을 실제 습연소가스량 G로 나누고 100을 곱하면 조성(%)이 된다.
$\mathrm{O_2}(\%) = \dfrac{0.21\,(m-1)\,L_o}{G} \times 100$
오답을 구분하는 요령은 두 가지다. 첫째, 과잉분 (m − 1)이 반드시 들어가야 한다. Lo만 쓰거나 이론공기량에 산소 분율만 곱한 형태는 과잉공기가 아니라 공기 전체를 가리키므로 틀린다. 둘째, 산소 분율 0.21이 반드시 곱해져야 한다. (m − 1)Lo/G × 100은 과잉공기 자체가 연소가스에서 차지하는 비율일 뿐, 그 안의 산소만을 나타내지 못한다.

화격자(스토커) 연소는 고체 연료를 격자 모양의 화상 위에 올려놓고 아래에서 공기를 공급하며 태우는 대표적인 고체 연료 연소방식이다.
포트식·심지식·증발식 연소는 각각 등유·경유 등 액체 연료를 기화시키거나 심지로 흡상시켜 태우는 방식으로, 액체 연료용 연소방식에 해당한다.

배기가스 분석에서 최대탄산가스율(CO2max)과 실제 측정된 CO2 농도가 주어지면 과잉공기계수(공기비)는 두 값의 비로 구한다.
$m=\dfrac{\mathrm{CO_{2max}}}{\mathrm{CO_2}}=\dfrac{19.0}{10.0}=1.90$
이 관계식은 이론건연소가스량과 이론공기량이 근사적으로 같다는 점을 이용한 것으로, 과잉공기가 많이 들어갈수록 배기가스가 희석되어 CO2 농도가 최대탄산가스율보다 낮아진다는 사실을 그대로 나타낸다. 즉 CO2가 최대치의 절반 수준으로 측정되었다면 이론공기량의 약 1.9배를 공급한 셈이 된다.

이상기체의 가역 단열(등엔트로피) 과정에서는 $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$ 관계가 성립한다.
초기온도 T1=40+273=313K, k=1.67이므로 $\dfrac{k-1}{k}\approx0.401$, 압력비는 P2/P1=1/35이다. 이를 대입하면 $T_2 = 313\times(1/35)^{0.401}\approx75\ \mathrm{K}$로 계산된다.

고위발열량에서 저위발열량으로 환산할 때는 연료 중 수소가 연소하며 생성하는 수분과 원래 함유된 수분이 증발하는 데 쓰이는 잠열을 빼준다.
$H_l = H_h - 600(9H+W)$ 식에 수소 H=0.15kg/kg, 수분 W=0.003kg/kg, Hh=10000 kcal/kg을 대입하면 $H_l = 10000-600\times(9\times0.15+0.003)\approx9188\ \mathrm{kcal/kg}$이 된다.
중유 2kg 기준 총 저위발열량은 $9188\times2\approx18400\ \mathrm{kcal}$로 계산된다.

습증기의 건도(x)는 포화액과 포화증기의 엔트로피 차를 이용해 $x=\dfrac{s-s_f}{s_g-s_f}$로 구한다.
주어진 값을 대입하면 $x=\dfrac{4-0.703}{8.07-0.703}=\dfrac{3.297}{7.367}\approx0.448$, 즉 약 44.8%의 건도를 갖는다.

줄-톰슨 계수는 $\mu=\left(\dfrac{\partial T}{\partial P}\right)_h$로 정의된다. 스로틀링에서는 압력이 낮아지므로(dP<0), 온도도 함께 낮아지려면(dT<0) μ가 양수여야 두 부호가 같아진다.
μ=0이면 스로틀링 전후 온도가 변하지 않고, μ<0이면 오히려 압력이 낮아질 때 온도가 상승하는 반전 영역에 해당한다.

이상적인 증기압축식 냉동사이클에서 압축기는 등엔트로피(가역단열) 압축을 수행한다고 가정하므로, 압축기 입구(1)에서 응축기 입구(2)까지의 과정은 엔트로피가 일정하게 유지된다.
T-S 선도에서 엔트로피가 일정한 과정은 수직선으로 나타나므로, 수직선에 해당하는 구간은 압축 과정인 1→2 과정이다.

정적과정에서는 부피 변화가 없어 일이 0이므로 열역학 제1법칙에 의해 $\delta q = du$가 성립하고, 등온과정에서는 이상기체의 내부에너지가 온도만의 함수이므로 $\delta q=\delta w$가 성립하며, 단열과정은 정의상 $\delta q=0$이다.
정압과정에서는 $\delta q=dh$가 성립해야 하는데, 엔트로피 변화량 ds로 표현한 관계식은 성립하지 않으므로 이것이 옳지 않은 설명이다.

이상기체 상태방정식 $Pv=RT$에서 밀도는 $\rho=\dfrac{P}{RT}$로 구한다.
표준상태(0℃=273K, 1atm≈101.325kPa)와 R=0.287kJ/(kg·K)를 대입하면 $\rho=\dfrac{101.325}{0.287\times273}\approx1.29\ \mathrm{kg/m^3}$가 된다.

랭킨사이클에서 재열은 터빈에서 일부 팽창한 증기를 다시 보일러(재열기)로 보내 재가열한 뒤 나머지 터빈으로 보내는 방식이다.
이를 통해 터빈 출구의 건도를 높여 날개 침식을 줄이는 동시에 평균 열공급 온도를 높여 사이클의 열효율을 개선하는 것이 재열의 주된 목적이다.

오토사이클의 이론효율은 압축비 r과 비열비 k로 $\eta = 1-\left(\dfrac{1}{r}\right)^{k-1}$로 계산한다.
r=10, k=1.4를 대입하면 $\eta = 1-(1/10)^{0.4}\approx1-0.398=0.602$, 즉 약 60.2%의 효율이 된다.

먼저 110kPa로 일정한 정압과정에서 20℃(293K)에서 70℃(343K)로 온도가 오르므로, 비체적은 $v_2/v_1 = T_2/T_1 = 343/293$만큼 커진다.
이어서 70℃로 일정한 등온과정에서 압력이 절반으로 줄면, 비체적은 $v_3/v_2 = P_2/P_3 = 2$배로 늘어난다.
두 과정을 곱하면 $\dfrac{v_3}{v_1}=\dfrac{343}{293}\times2\approx2.34$로, 최종 비체적은 최초 비체적의 약 2.34배가 된다.

초기 100kPa, 60℃에서 정적과정으로 가열된 뒤 정압과정으로 냉각되어 최종 500kPa, 60℃가 되는 경로이다. 정적 과정에서는 압력과 절대온도가 비례하므로, 가열이 끝나는 중간 상태의 압력은 최종 압력과 같은 500kPa이고 이때 온도는 $T_2=T_1\times\dfrac{P_2}{P_1}=333\times\dfrac{500}{100}=1665\ \mathrm{K}$이다.
정적 가열 구간의 열량은 $Q_1=C_v(T_2-T_1)=20\times(1665-333)=26640\ \mathrm{kJ/kmol}$이고, 이어지는 정압 냉각 구간(1665K→333K)의 열량은 $Q_2=C_p(T_3-T_2)=28\times(333-1665)=-37296\ \mathrm{kJ/kmol}$이다.
두 구간을 합하면 전체 열량 변화는 약 $-10656\ \mathrm{kJ/kmol}$로, 계는 전체적으로 열을 방출한 것이 된다.

최저온도·압축비·공급열량이 동일한 조건에서 오토·사바테·디젤사이클을 비교하면, 등적 연소 비중이 큰 사이클일수록 평균 열공급 온도가 높아져 효율이 좋아진다.
오토사이클은 열공급이 전부 등적과정에서 이루어지고 디젤사이클은 전부 등압과정에서 이루어지며 사바테(복합)사이클은 그 중간 형태이므로, 동일 압축비 조건에서는 오토사이클 > 사바테사이클 > 디젤사이클 순으로 효율이 높다.

좋은 냉매는 증발열(잠열)이 크고 비체적이 작아 적은 냉매 순환량으로도 큰 냉동효과를 낼 수 있어야 하며, 임계온도가 높아 상온에서도 액화가 쉬워야 한다.
반면 비열비(Cp/Cv)는 작을수록 압축기에서 토출가스 온도 상승이 작아 압축일이 줄고 압축기 보호에 유리하므로, 비열비가 클 것을 요구하는 설명은 냉매의 바람직한 조건과 맞지 않는다.

습증기의 비엔탈피는 포화액 엔탈피에 증발잠열과 건도의 곱을 더해 구한다.
$h = h_f + x(h_g-h_f) = 181.2+0.95\times(662.9-181.2)\approx638.8\ \mathrm{kcal/kg}$로 계산된다.

Gibbs 상률(F=C−P+2)은 열역학적 평형 상태에 있는 계에서만 성립하는 관계식이며, 비평형 상태의 계에는 적용할 수 없다.
자유도가 성분수·상의 수와 관계된다는 점, 강도성 상태량을 다룬다는 점, 단일성분이 2상 공존할 때 자유도가 1이 된다는 점은 모두 상률의 올바른 특성이므로, '평형이든 비평형이든 무관하게 성립한다'는 설명이 옳지 않다.

열역학 제2법칙(켈빈-플랑크 표현)에 따르면 단일 열원으로부터 열을 공급받아 사이클을 거쳐 그 열을 모두 일로 변환하는 열기관은 존재할 수 없으며, 반드시 저온부로 일부 열을 버려야 한다.
100% 효율의 열기관이 존재할 수 없다는 것, 열이 저온부에서 고온부로 자연히 이동하지 않는다는 것, 고립계 엔트로피가 항상 증가하거나 일정하다는 것은 모두 제2법칙의 올바른 표현이므로, 단일열원만으로 전량 일로 바꿀 수 있다는 설명이 옳지 않다.

등엔트로피 팽창 노즐에서 입구속도를 무시하면 에너지식에 의해 $V_2=\sqrt{2C_p(T_1-T_2)}$가 된다.
먼저 $T_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}=673\times(0.1)^{0.2857}\approx348.5\ \mathrm{K}$로 온도가 떨어지고, 이 온도강하를 대입하면 $V_2=\sqrt{2\times1000\times(673-348.5)}\approx805\ \mathrm{m/s}$가 된다.

400℃(673K)~300℃(573K)에서 작동하는 카르노 기관이 버리는 열을 그대로 300℃~100℃(373K) 카르노 기관에 공급하는 구조는, 전체적으로 673K와 373K 사이에서 작동하는 하나의 카르노 기관과 동일한 전체 효율을 갖는다.
따라서 전체 효율은 $\eta = 1-\dfrac{T_3}{T_1}=1-\dfrac{373}{673}\approx0.4457$, 즉 약 44.57%가 된다.

역카르노(냉동)사이클의 성적계수는 $COP=\dfrac{T_L}{T_H-T_L}$로 구한다.
T_L=-20+273=253K, T_H=30+273=303K를 대입하면 $COP=\dfrac{253}{303-253}=5.06$이고, 냉동용량은 $Q_L=COP\times W=5.06\times15\approx76\ \mathrm{kW}$이다.

정적과정에서 이상기체의 엔트로피 변화는 $\Delta S = mC_v\ln\dfrac{T_2}{T_1}$로 구한다.
m=5kg, Cv=0.653kJ/(kg·K), T1=250+273=523K, T2=120+273=393K를 대입하면 $\Delta S = 5\times0.653\times\ln\dfrac{393}{523}\approx-0.933\ \mathrm{kJ/K}$로, 절대값 기준 약 0.933kJ/K만큼 엔트로피가 감소한다.

압력이 P로 일정한 정압과정에서 기체가 하는 일은 $W=P\Delta V$로 구한다.
P=200kPa, ΔV=0.4−0.3=0.1m³를 대입하면 $W=200\times0.1=20\ \mathrm{kJ}$이다.

두 열저장조 사이에서 작동하는 열기관이 낼 수 있는 최대 효율은 카르노 효율로, 절대온도를 이용해 $\eta = 1-\dfrac{T_L}{T_H}$로 구한다.
T_H=500K, T_L=300K를 대입하면 $\eta = 1-\dfrac{300}{500}=0.4$, 즉 최대 40%의 효율을 얻을 수 있다.

열전대 온도계는 서로 다른 두 금속을 접합해 온도차에 따라 발생하는 열기전력(제베크 효과)을 측정하는 방식으로, 밀도차를 이용하는 방식이나 측정전류에 의한 자기가열 문제와는 무관하다.
양호한 열전대 재료는 온도에 대한 열기전력이 크고, 반복 사용에도 특성이 안정적으로 유지되는 즉 내구성이 좋은 것이 요구되는 성질이다.

이상기체 상태방정식으로 밀도를 구하면 $\rho=\dfrac{P}{RT}=\dfrac{200000}{287\times296}\approx2.35\ \mathrm{kg/m^3}$이다.
배관 단면적은 $A=\dfrac{\pi D^2}{4}=\dfrac{\pi\times0.4^2}{4}\approx0.1257\ \mathrm{m^2}$이고, 질량유량 $\dot m=\rho A V$ 관계에서 평균속도는 $V=\dfrac{\dot m}{\rho A}=\dfrac{5}{2.35\times0.1257}\approx16.9\ \mathrm{m/s}$로 계산된다.

동일 온도에서 발생하는 열기전력의 크기는 열전대의 재질 조합에 따라 달라지며, 일반적으로 IC(철-콘스탄탄, J형)가 가장 크고 CC(동-콘스탄탄, T형), CA(크로멜-알루멜, K형) 순으로 작아지며 PR(백금-백금로듐, R/S형)이 가장 작다.
따라서 기전력 크기 순서는 IC > CC > CA > PR이 된다.

방사(복사) 온도계는 물체가 방출하는 복사에너지를 비접촉으로 검출해 온도를 구하는 방식으로, 원리상 측정 상한이 매우 높아 2000℃ 이상의 초고온 측정에도 사용된다.
백금저항 온도계는 약 500~600℃, 바이메탈 온도계는 수백℃ 이하의 비교적 낮은 온도 범위에서 쓰이고, Pt-Rh 열전대(백금-백금로듐)도 약 1600℃ 정도가 상한이어서 2000℃급 측정에는 부적합하다.

그림에서 읽히는 값은 경사관의 경사각 15°, 경사관을 따라 이동한 액주 길이 L = 50 cm = 0.5 m이며, 액체의 비중이 1이므로 비중량 γ = 1000 kgf/m3이다. 큰 용기 쪽에 P1이, 경사관 끝에 P2 = 50 kg/m2이 작용한다.
경사관식 압력계에서 실제 압력차로 환산되는 것은 수직 높이이므로, 경사관을 따라 읽은 길이에 sinθ를 곱해야 한다.
$P_1 = P_2 + \gamma L \sin\theta = 50 + 1000 \times 0.5 \times \sin 15^\circ$
$= 50 + 1000 \times 0.5 \times 0.2588 = 50 + 129.4 = 179.4 \approx 180\ \mathrm{kg/m^2}$
경사관식은 같은 압력차에 대해 액주 이동거리가 $1/\sin\theta$배로 늘어나므로 미소압력 측정에 유리하다. 여기서 sin15° 를 곱하지 않고 0.5 m를 그대로 쓰면 550 kg/m2이 되어 크게 어긋난다.

국제단위계(SI)의 기본단위는 길이(미터, m), 질량(킬로그램, kg), 시간(초, s), 전류(암페어, A), 온도(켈빈, K), 물질량(몰, mol), 광도(칸델라, cd)의 7가지이며, 여기서 전류의 단위는 암페어로 옳게 짝지어져 있다.
시간의 기본단위는 분이 아니라 초이고, 질량은 그램이 아니라 킬로그램, 길이는 밀리미터가 아니라 미터가 기본단위이므로 나머지는 모두 잘못 짝지어진 표현이다.

전자유량계는 패러데이의 전자유도법칙을 이용해 도전성 유체가 자기장을 통과할 때 유도되는 기전력으로 유량을 측정하는 방식으로, 관로에 장애물이 없어 압력손실이 거의 없고 응답이 빠르며 내식성 재질을 사용해 부식성 유체에도 적용할 수 있다.
다만 측정 원리상 전기전도도를 가진 도전성 액체에만 적용할 수 있으며, 기름류와 같은 비전도성(절연성) 액체는 측정할 수 없으므로 "모든 액체의 유량 측정이 가능하다"는 설명은 틀린 내용이다.

오르자트식 가스분석계는 시료가스를 순서대로 흡수액에 통과시켜 부피 감소량으로 성분을 정량하는 화학적 흡수법으로, KOH 수용액으로 CO2를, 알칼리성 피로갈롤 용액으로 O2를, 암모니아성 염화제1구리 용액으로 CO를 각각 흡수·측정한다.
그러나 CH4과 같은 가연성 탄화수소는 이러한 흡수액에 흡수되지 않아 오르자트법만으로는 직접 정량할 수 없고 별도의 연소법을 함께 써야 하므로, 오르자트식으로 측정하기 어려운 성분에 해당한다.

온ㆍ오프(On-Off) 동작은 제어량이 설정값을 넘으면 조작부를 완전히 열거나 닫는 2위치 제어로, 조작량이 연속적으로 변화하지 않고 단속적으로만 동작하는 대표적인 불연속 제어 방식이다.
탱크의 액위처럼 어느 정도의 사이클링(헌팅)이 허용되는 제어대상에는 구조가 간단하고 저렴한 온ㆍ오프 동작이 널리 쓰이는 반면, P·PI·PD 동작은 조작량이 편차에 따라 연속적으로 변화하는 연속 제어 동작에 속한다.

오리피스와 같은 차압식 유량계는 베르누이 방정식에 근거하며, 유량 $Q$와 차압 $\Delta P$ 사이에는 $Q \propto \sqrt{\Delta P}$의 관계가 성립한다.
이를 뒤집으면 $\Delta P \propto Q^2$이 되어, 오리피스 전후에 생기는 압력차는 유량의 제곱에 비례한다. 따라서 유량이 2배가 되면 차압은 4배로 커진다.

듀셀(Dewcel) 노점계는 흡습성 염인 염화리튬(LiCl)이 공기 중 수증기압과 평형을 이룰 때 나타나는 평형온도(포화온도)를 저항온도계로 검출하여 노점, 즉 습도를 구하는 방식이다.
아스만 습도계는 건습구 온도차를 이용하는 통풍형 습도계이고, 광전관식 노점계는 거울면의 이슬 응결을 광학적으로 검출하는 방식이며, 전기저항식 습도계는 흡습성 물질의 저항 변화를 직접 이용하는 별개의 방식이므로 염화리튬의 평형온도저하를 이용하는 이 문제의 설명과는 원리가 다르다.

차압식 유량계에서 압력을 검출하는 탭(Tap) 방식은 압력구멍을 설치하는 위치에 따라 구분되며, 대표적으로 베나(vena contracta) 탭, 코너 탭, 플랜지 탭 등이 있다.
"압력 탭"은 탭의 위치를 나타내는 표준 명칭이 아니라 압력을 측정한다는 일반적 의미에 불과하므로, 실제 유량 측정에 쓰이는 탭 방식의 명칭으로 분류되지 않는다.

세 가지 설명 중 "부하변화가 커도 잔류편차(offset)가 생기지 않는다"가 결정적 단서다. 비례동작만으로는 부하가 바뀌면 반드시 잔류편차가 남으므로, 이를 완전히 없애려면 적분(I) 동작이 반드시 포함되어야 한다. 따라서 비례 + 적분(PI) 동작이다.
나머지 두 설명도 PI 동작의 전형적인 단점이다. 적분동작은 편차의 누적으로 조작량을 만들기 때문에 응답이 느려 부하가 급변할 때 큰 진동(오버슈트)을 일으키고, 전달지연이나 낭비시간(불감시간)이 크면 사이클링(난조)의 주기가 길어진다.
미분(D)이 포함된 동작은 편차의 변화속도에 반응해 진동을 억제하고 응답을 빠르게 하는 진상(앞섬) 보상 역할을 하지만 잔류편차 자체는 제거하지 못하며, 비례동작 단독도 잔류편차가 반드시 남는다. 잔류편차 제거는 오직 적분동작의 기능이다.

오버슈트(overshoot)는 계단입력이 가해진 뒤 응답이 정상상태(최종값)에 도달하는 과정에서 그 값을 얼마나 초과해서 벗어나는지를 나타내는 척도이다.
오프셋은 정상상태에서 목표값과의 잔류편차, 쇠퇴비는 진동이 감쇠하는 비율, 응답시간은 응답이 목표값 부근에 도달하기까지 걸리는 시간을 뜻하므로 초과량 자체를 나타내는 오버슈트와는 구분된다.

광고온도계(광온도계)는 고온체가 방출하는 빛의 밝기(휘도)를 표준전구와 비교하여 온도를 구하는 비접촉식 온도계로, 약 700℃ 이상에서 3000℃ 안팎의 초고온까지 측정할 수 있어 제시된 온도계 중 측정범위가 가장 높다.
저항온도계는 수백℃ 이하, 열전온도계는 1600℃ 정도, 압력온도계는 그보다 낮은 범위에서 사용되므로 광고온도계에 비해 상한 온도가 낮다.

기체연료(가스)의 오르자트 성분 분석에서 CO의 흡수액으로는 암모니아성 염화 제1구리(동) 용액을 사용하여 CO를 착화합물 형태로 흡수시킨다.
발연황산은 불포화탄화수소(CmHn) 흡수에, 수산화칼륨 30% 수용액은 CO2 흡수에, 알칼리성 피로갈롤 용액은 O2 흡수에 각각 쓰이는 시약으로 CO 흡수와는 용도가 다르다.

차압식 유량계는 관로에 조리개(교축기구)를 설치해 전후 압력차로 유량을 구하는 방식으로 벤투리관, 오리피스, 플로우 노즐이 대표적이다.
터빈유량계는 유체의 흐름으로 임펠러(터빈 날개)를 회전시켜 그 회전수로부터 유량을 구하는 속도(유속)식 유량계에 속하므로 차압식 유량계로 분류되지 않는다.

단열식 열량계에서 발열량은 (통내 물의 양과 열량계 물당량의 합)에 물의 비열과 온도상승을 곱한 값을 시료 질량으로 나누어 구한다.
$H = \dfrac{(2000+500)\ \mathrm{g} \times 4.19\ \mathrm{J/(g\cdot K)} \times 4\ \mathrm{K}}{1.5\ \mathrm{g}} = \dfrac{41900\ \mathrm{J}}{1.5\ \mathrm{g}} \approx 2.79\times10^{4}\ \mathrm{J/g}$
물당량 500g은 열량계 자체(용기 등)가 흡수하는 열량을 물의 질량으로 환산한 값이므로 실제 물의 양 2000g에 더해서 계산해야 한다.

적외선(비분산 적외선, NDIR) 분석법은 서로 다른 원자로 구성되어 쌍극자모멘트를 가지는 가스(CO2, CO, CH4 등)가 고유 파장의 적외선을 흡수하는 성질을 이용하는 방법으로, 선택성이 우수하고 저농도 성분도 정밀하게 분석할 수 있다.
N2, O2, H2와 같은 대칭 구조의 2원자분자는 적외선을 거의 흡수하지 않아 이 방법으로 측정할 수 없으며, 음향법·열전도율법·도전율법은 각각 다른 물리적 성질을 이용하는 별개의 분석법이다.

SI 길이의 기본단위는 미터(m)이며, 빛이 진공에서 1/299,792,458초 동안 진행한 경로의 길이로 정의되는 기본단위이다.
미터의 기호는 K가 아니라 m이며, K는 온도의 기본단위인 켈빈의 기호이므로 "기호는 K이다"라는 설명이 틀린 내용이다.

샤모트(chamotte)질 벽돌은 소성한 점토(샤모트)를 골재로 사용하는 점토질 내화물의 대표적인 예로, 가공(성형)이 비교적 쉽고 하중연화점이 낮아 비교적 낮은 온도에서 연화되지만, 급열·급냉에 잘 견디는 내스폴링성이 우수한 것이 특징이다.
내화도와 하중연화점이 높고 열·전기전도도가 큰 것은 흑연(탄소)질 내화물, 내식성·내마모성이 크고 내화도가 SK 35 이상으로 고온부에 주로 쓰이는 것은 고알루미나질 등 고급 내화물, 하중연화점이 높고 가소성이 커 염기성 제강로에 쓰이는 것은 마그네시아·돌로마이트질 등 염기성 내화물에 대한 설명이므로 샤모트질 벽돌과는 구분된다.

에너지이용 합리화법상 검사대상기기와 관련해 조종자(현행 법령의 검사대상기기관리자)를 정당한 사유 없이 선임하지 않은 자, 검사를 받지 않은 자, 불합격한 기기를 임의로 사용한 자는 모두 검사대상기기의 안전관리 의무를 위반한 것으로, 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금 조항이 함께 적용되는 대상이다.
반면 최저소비효율기준에 미달된 효율관리기자재를 생산한 자는 검사대상기기의 안전·검사 의무 위반이 아니라 효율관리기자재의 기준 준수 의무 위반에 해당하여 별도의 벌칙 조항이 적용되므로, 이 문제에서 묻는 1천만원 이하 벌금 대상에는 해당되지 않는다.

배관 지지장치는 배관의 온도변화에 따른 신축, 기울기 조정, 수격현상 및 외부 진동·하중에 안전하게 대응할 수 있도록 설계해야 한다.
반대로 배관 자체에서 발생하는 진동과 소음은 지지장치를 통해 외부(건물 구조체 등)로 쉽게 전달되지 않도록 차단·완충해야 하므로, "진동과 소음을 외부로 쉽게 전달할 수 있어야 한다"는 설명은 배관 지지의 필요조건과 반대되는 내용이다.

배관의 신축량은 $\Delta L = L \times \alpha \times \Delta t$로 구하며, 여기서 $L$은 관 길이, $\alpha$는 선팽창계수, $\Delta t$는 온도차이다.
$\Delta L = 7000\ \mathrm{mm} \times 0.000013\ \mathrm{mm/(mm\cdot^\circ C)} \times (360-20)\ ^\circ\mathrm{C} = 7000 \times 0.000013 \times 340 \approx 30.94\ \mathrm{mm}$가 된다.
이때 외경·내경(관 두께)은 신축량 계산에 관여하지 않고, 길이와 온도차, 선팽창계수만이 신축량을 결정하는 요소임에 유의해야 한다.

에너지이용 합리화법에 따라 민간사업주관자가 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출해야 하는 전력사용시설 기준은 연간 2천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설을 설치하려는 경우이다.
같은 제도에서 국가·지방자치단체 등 공공사업주관자는 이보다 낮은 기준(연간 1천만 킬로와트시 이상)이 적용되어 민간사업주관자의 기준과 구분된다.

배관의 신축량은 $\Delta L = L \times \alpha \times \Delta t$로 계산되며, 이는 관의 길이(L), 열팽창계수(α), 온도차(Δt)에 모두 비례하는 관계식이다.
따라서 길이가 길수록, 열팽창계수가 큰 재질일수록, 온도차가 클수록 신축량은 커지며, 어느 한 요소에 반비례한다는 설명은 이 관계식과 맞지 않는다.

인정검사대상기기 조종자(현행 법령의 인정검사대상기기관리자)는 교육 이수만으로 조종이 허용되는 만큼 그 범위가 압력용기, 최고사용압력 1MPa 이하이고 전열면적 10㎡ 이하인 증기보일러, 용량 581.5킬로와트 이하인 온수발생·열매체 가열 보일러로 한정된다.
제시된 700킬로와트의 온수발생 보일러는 이 기준인 581.5킬로와트를 넘어서므로 교육 이수자가 조종할 수 없고, 에너지관리기능사 이상의 자격을 갖춘 검사대상기기 조종자가 조종해야 하는 대상이다.

목표에너지원단위란 에너지를 사용하여 만드는 제품의 단위 생산량당 사용하는 에너지의 목표 사용량을 뜻하며, 에너지다소비사업자 등이 에너지 절감 목표관리를 위해 설정하는 지표이다.
이는 열사용기기 자체의 시간당 사용목표량이나 회사 전체의 단위기간 사용목표량, 보일러의 증기 발생량당 연료 사용목표량과는 다른 개념으로, 제품 단위당 에너지사용량을 기준으로 한다는 점이 핵심이다.

효율관리기자재는 삼상유도전동기, 전기냉장고·세탁기 등 가전기기, 자동차 등 일반적으로 널리 보급되어 에너지 소비효율 관리가 필요한 기자재를 대상으로 지정된다.
전기철도는 개별 기자재가 아니라 대규모 교통시설(운송시스템)에 해당하여 효율관리기자재 지정 대상 품목군에 포함되지 않는다.

가마 축조 시 단열재를 사용하면 열손실이 줄어 목표 작업온도까지 빨리 승온할 수 있고, 벽체를 통한 열손실이 적어 노벽을 얇게 할 수 있으며, 열이 고르게 유지되어 노 내부 온도분포가 균일해지는 효과가 있다.
반면 단열재는 벽을 통한 열의 이동을 억제하기 위한 재료이므로 "내화벽돌의 내·외부 온도가 급격히 상승한다"는 것은 단열재를 사용해 얻으려는 효과가 아니다. 오히려 단열층 때문에 내화벽돌이 받는 열부하가 커져 스폴링에 유의해야 한다는 점이 단열 시공에서 지적되는 사항이다.

에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 조종자(현행 법령의 검사대상기기관리자)의 선임·해임·퇴직 등 신고사유가 발생하면 사용자(관리자)는 그 사유가 발생한 날로부터 30일 이내에 신고해야 한다.
7일·15일·60일은 이 법령에서 정한 신고기한과 다르므로, 규정된 신고기한은 30일이 맞다.

보일러 설치·검사 기준에서 급수밸브와 체크밸브의 크기는 보일러의 전열면적 10 m2를 경계로 나누어 규정한다.
전열면적이 10 m2 이하인 보일러에서는 관의 호칭 15A 이상, 10 m2를 초과하는 보일러에서는 20A 이상이어야 한다. 즉 빈칸에는 각각 15A와 20A가 들어간다.
급수관 계통에는 급수밸브와 체크밸브를 함께 설치하는데, 체크밸브는 보일러 내부의 압력수가 급수관 쪽으로 역류하는 것을 막는 역할을 한다. 다만 최고사용압력 0.1 MPa 미만의 보일러에서는 체크밸브를 생략할 수 있다는 점도 함께 기억해 둘 만하다.

에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관은 에너지를 합리적으로 이용하게 하기 위하여 5년마다 에너지이용 합리화에 관한 기본계획을 수립하여야 한다.
이 기본계획을 바탕으로 매년 시행계획이 수립·시행되므로, 5년 주기의 기본계획과 연 단위의 시행계획은 구분되는 개념이다.

산성 내화물은 규석질, 납석질, 샤모트(점토)질 내화물과 같이 실리카(SiO2) 성분이 주가 되는 내화물로, 산성 슬래그·용융물에 강한 특징이 있다.
마그네시아질 내화물은 산화마그네슘(MgO)이 주성분인 염기성 내화물로 산성 슬래그와는 반응하기 쉬워 산성 내화물로 분류되지 않는다.

고압배관용 탄소강관은 킬드강을 소재로 이음매 없이(seamless) 제조되며, 350℃ 이하, 100kgf/cm² 이상의 고압 범위에서 암모니아 합성용 배관이나 화학공정의 고압유체 수송용 배관 등에 사용된다.
다만 KS 규격 기호는 SPPS가 아니라 SPPH이며, SPPS는 비교적 낮은 압력에 쓰이는 압력배관용 탄소강관의 기호이므로 고압배관용 탄소강관의 기호로 표기한 것은 틀린 설명이다.

버스팅(bursting)은 크롬질·크롬마그네시아질 벽돌이 고온에서 노 안의 산화철(FeO 등)을 흡수하여 결정구조가 변화하면서 체적이 팽창해 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상을 말한다.
스폴링은 급열·급냉에 의한 박리, 슬래킹은 수분 흡수·건조 반복에 의한 붕괴, 큐어링은 양생을 뜻하는 용어로 모두 산화철 흡수에 의한 팽창·박리 현상과는 원인이 다르다.

내화물은 노벽이나 축조물의 하중을 지지해야 하므로 상온에서의 압축강도가 커야 하며, 이는 내화물의 기본적인 구비조건 중 하나이다.
내마모성·내침식성을 가지고 사용온도에서 연화변형하지 않으며 재가열 시 수축이 적어야 한다는 나머지 조건은 모두 타당한 구비조건이지만, "압축강도가 작을 것"은 내화물에 요구되는 성질과 반대되는 설명이다.

에너지이용 합리화법에 따라 에너지저장의무는 전기사업법에 의한 전기사업자, 도시가스사업법에 의한 도시가스사업자, 석탄산업법에 의한 석탄가공업자, 집단에너지사업법에 의한 집단에너지사업자 등 법령에 열거된 에너지 공급·생산 사업자와 일정 규모 이상의 에너지사용자에게 부과할 수 있다.
제시된 "풍력사업법에 의한 풍력사업자"는 이러한 에너지저장의무 부과 대상으로 열거된 자에 해당하지 않는다.

슬리브형(sleeve type) 신축이음은 슬리브와 패킹을 이용해 관의 축방향 신축을 흡수하는 방식으로, 단식과 복식의 2종류가 있으나 패킹의 내구성 한계 때문에 고온·고압보다는 비교적 저압 배관에 주로 사용된다. 따라서 "고온, 고압에 사용한다"는 설명이 틀린 내용이다.
나머지는 모두 옳은 설명으로, 루프형(만곡관형)은 고압에 잘 견뎌 고압증기의 옥외 배관에 쓰이고, 벨로즈형은 신축을 벨로즈가 흡수해 관에 응력이 거의 생기지 않으며, 스위블형은 온수나 저압증기 배관에 쓰이되 신축량이 크면 나사부에서 누설될 염려가 있다.

에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재는 주철제·강철제 보일러, 압력용기(1종·2종), 요업요로(소성로 등), 금속요로(금속 소둔로 등)와 같이 산업·상업용 열사용기기 중 일정 기준에 해당하는 것을 대상으로 지정된다.
석유난로는 가정용 소형 연소기기로서 특정열사용기자재 품목에 포함되지 않는다.

ppm(parts per million)은 백만분율을 뜻하며, 급수 수질관리에서는 물 1000mL(=1L) 중에 함유된 시료(불순물 등)의 양을 mg 단위로 표시한 농도 단위로 사용된다.
즉 1ppm은 $1\ \mathrm{mg}/1000\ \mathrm{mL} = 1\ \mathrm{mg/L}$에 해당하며, 같은 부피 기준을 g으로 표시하거나 기준 부피를 1mL·100mL로 잡은 나머지 선택지들은 실제 ppm 정의와 단위가 맞지 않는다.

그림은 가로 3 m, 세로 1.5 m, 두께 0.03 m인 탄소 강판의 아래면에 열유속 q"가 가해지는 상태를 나타낸다. 열은 두께 방향(0.03 m)으로 전도되므로 가로·세로 치수는 열유속이 이미 단위면적당 값으로 주어졌기 때문에 계산에 필요하지 않다.
먼저 단위를 맞춘다. $1\ \mathrm{kcal/h} = 1.163\ \mathrm{W}$이므로
$q'' = 600\ \mathrm{kcal/m^2 \cdot h} \times 1.163 = 697.8\ \mathrm{W/m^2}$
1차원 열전도(푸리에 법칙) $q'' = k\dfrac{\Delta T}{L}$에서 온도 상승은
$\Delta T = \dfrac{q'' \cdot L}{k} = \dfrac{697.8 \times 0.03}{43} = 0.487\ ^\circ\mathrm{C}$
즉 약 0.486 ℃이다. kcal 단위를 W로 환산하지 않고 그대로 대입하면 0.42 정도로 어긋나므로, kcal/h → W 환산(×1.163)이 이 문제의 핵심이다.

이 설명은 스파이럴식 열교환기의 구조적 특징이다. 두 장의 금속판을 나선형으로 감아 두 개의 나선 유로를 형성하는 구조이므로, 판 자체가 나선형으로 자유롭게 신축할 수 있어 열팽창에 의한 응력 문제가 거의 없다.
또한 유로 양 끝을 플랜지로 결합된 커버로 막는 구조여서, 커버를 분리하면 나선 유로 전체를 개방하여 내부 청소나 수리를 쉽게 할 수 있다.
플레이트식은 다수의 판을 가스켓으로 겹쳐 조립하는 방식으로 판 매수 조절에는 유리하지만 이 문항이 강조하는 '플랜지이음에 의한 내부수리 용이성'과는 결이 다르며, 융그스트롬식은 회전축열식 공기예열기, 유동두식은 관다발이 이동하는 셸앤튜브 구조로 서로 원리가 다르다.

상당증발량, 보일러마력, 전열면적은 모두 보일러의 증발능력이나 크기를 나타내는 대표적인 용량 지표이다.
반면 재열계수는 재열사이클(터빈 재열)에서 재열 전후의 엔탈피 관계를 나타내는 열역학적 계수로, 보일러 자체의 용량을 산출하거나 표시하는 값으로는 사용되지 않는다.

라몬트(Lamont) 보일러는 순환펌프로 관 내 유체를 강제로 순환시키는 대표적인 강제순환식 수관보일러이다.
타쿠마 보일러는 자연순환식 수관보일러이며, 슐저 보일러와 벤슨 보일러는 순환펌프 없이 급수가 관을 한 번 통과하며 증기로 바뀌는 관류식(once-through) 보일러로 강제순환식과는 구분된다.

연료 1kg을 연소했을 때 발생하는 실제 증발량을, 기준이 되는 표준 조건(100℃ 포화수 → 100℃ 건포화증기)의 증발량으로 환산하여 비교하는 값이 환산증발배수이며, 상당증발량을 연료소비량으로 나눈 값에 해당한다.
열발생률은 연소실 단위 체적당 발열량, 전열면 증발률은 전열면적당 증발량을 뜻하므로 연료량 기준의 배수 개념과는 다르다.

저온부식은 연료 중 황(S) 성분이 연소 시 SO3로 산화되고, 이것이 배기가스 중 수분과 결합해 황산(H2SO4) 이슬을 형성하면서 전열면을 부식시키는 현상이다.
따라서 황분이 많은 연료를 사용하는 것은 오히려 SO3 생성량을 늘려 저온부식을 촉진하므로 방지책이 될 수 없다.
과잉공기를 줄여 SO2→SO3 전환을 억제하거나, 첨가제로 노점온도를 낮추거나, 배기가스 온도를 노점 이상으로 유지하는 것은 모두 실제로 저온부식을 막는 방법이다.

유도전동기의 동기속도는 $N_s = \dfrac{120f}{P}$로 구한다. 극수 $P=2$, 주파수 $f=55\,\mathrm{Hz}$를 대입하면 $N_s = \dfrac{120 \times 55}{2} = 3300\,\mathrm{RPM}$이 된다.
인버터로 주파수를 조정하면 이 동기속도에 비례하여 회전수가 바뀌므로, 55Hz에서의 회전수는 3300 RPM이 된다.

보일러 성능시험(열정산) 기준에서 증기건도의 판정 기준값은 보일러 재질에 따라 달리 규정되어 있어, 강철제 보일러와 주철제 보일러를 구분하여 적용한다.
측정은 통상 1시간보다 짧은 주기로 여러 차례 실시하며, 수위는 시험 전후로 동일한 수준을 유지하도록 하는 것이 원칙이고, 측정기록 및 계산 양식도 제조사가 임의로 정하는 것이 아니라 표준화된 서식을 따른다는 점에서 나머지 선택지는 성능시험 기준과 맞지 않는다.

동일한 입출구 온도 조건에서 열교환기의 온도효율(전열 성능)은 두 유체가 서로 반대 방향으로 흐르는 향류식이 가장 높고, 직각으로 교차하는 직교류식이 중간, 같은 방향으로 흐르는 병류식이 가장 낮다.
향류는 두 유체의 온도차(구동력)가 유로 전체에 걸쳐 비교적 고르게 유지되는 반면, 병류는 출구 쪽으로 갈수록 온도차가 급격히 줄어들기 때문이다.

발생 열량은 $Q = 6320\,\mathrm{kcal/kg} \times 50\,\mathrm{kg/h} = 316{,}000\,\mathrm{kcal/h}$이다.
1PS는 시간당 약 632.3kcal에 해당하므로, 동력은 $\dfrac{316{,}000}{632.3} \approx 500\,\mathrm{PS}$로 계산된다.

배관의 압력손실은 다르시-바이스바흐 식 $\Delta P = f \dfrac{L}{D}\dfrac{\rho v^2}{2}$로 나타낼 수 있다. 이 식에서 압력손실은 관마찰계수와 유속의 제곱에 비례하고, 관의 길이(L)에도 비례하며, 관의 내경(D)에는 반비례한다.
따라서 "관의 길이에 반비례한다"는 설명은 실제 관계(길이에 비례)와 반대이므로 틀린 설명이다.

공기예열기는 배가스의 폐열로 연소용 공기를 예열하여 연소효율을 높이고 필요한 과잉공기량을 줄일 수 있으며, 착화가 어려운 저질탄 연소에도 효과적이다.
다만 공기예열기를 거치면 유로에 저항체가 추가되는 것이므로 배기가스 저항은 오히려 늘어나는 것이 일반적이며, "저항이 줄어든다"는 설명은 실제와 반대되어 틀린 내용이다.

향류 접속이므로 한쪽 끝에서는 더운 유체 65℃와 찬 유체(출구) 53℃가 만나 $\Delta T_1 = 65-53 = 12\,^\circ\mathrm{C}$, 다른 쪽 끝에서는 더운 유체(출구) 25℃와 찬 유체(입구) 20℃가 만나 $\Delta T_2 = 25-20 = 5\,^\circ\mathrm{C}$가 된다.
대수평균온도차는 $\mathrm{LMTD} = \dfrac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1/\Delta T_2)} = \dfrac{12-5}{\ln(12/5)} \approx 8.0\,^\circ\mathrm{C}$이다.
단위면적당 열교환량은 $q = K \times \mathrm{LMTD} = 69 \times 8.0 \approx 552\,\mathrm{kcal/m^2\cdot h}$로 계산된다.

연관식 패키지 보일러는 전열면적당 증발량이 크고 콤팩트하여 설치 면적당 증발량과 열효율이 우수하지만, 관경이 작고 전열밀도가 높아 스케일에 매우 민감하다.
따라서 급수 수질 관리(수처리)에 대한 요구 수준이 오히려 랭카셔 보일러보다 더 까다로우며 간단하다고 볼 수 없다. 부하변동 대응성은 보유수량이 많은 랭카셔 보일러가 유리하다는 점 등 나머지 설명은 일반적으로 맞는 비교이다.

인젝터는 증기의 분사에너지로 급수를 보일러에 밀어넣는 급수설비이므로, 물이 먼저 준비된 뒤에 증기를 보내는 순서로 조작해야 한다. 순서는 인젝터의 정지변(출구 정지밸브) → 급수변 → 증기변 → 인젝터 핸들이다.
정지변을 먼저 열어 보일러로 가는 토출 경로를 확보하고, 다음에 급수변을 열어 흡입측에 물을 채운다. 그 상태에서 증기변을 열어 구동증기를 공급하고, 마지막으로 핸들을 열어 급수량을 조절하며 작동시킨다. 정지 시에는 이 순서의 역순으로 닫는다.
물이 차기 전에 증기를 먼저 보내면 노즐이 과열되어 인젝터가 작동하지 않는(불통) 현상이 생긴다. 급수온도가 너무 높거나(약 50 ℃ 이상), 증기압이 낮거나, 흡입관에 공기가 새는 경우에도 같은 불통이 발생한다.

프라이밍·포밍이 발생하면 보일러수 내 기포·물방울이 증기와 함께 배출되는 캐리오버가 심해지므로, 연소량을 줄이고 증기 취출을 서서히 하며 저압에서 무리하게 운전하지 않는 것이 올바른 조치이다.
반면 안전밸브를 전개하여 압력을 급격히 낮추는 것은 압력의 급강하로 보일러수가 순간적으로 재비등(flashing)하며 오히려 프라이밍·포밍을 더 악화시킬 수 있어 적절한 조치가 아니다.

전열효율이 1인 조건에서는 전열유니트수(NTU)와 대수평균온도차(LMTD) 사이에 $\mathrm{NTU} = \dfrac{\Delta T}{\mathrm{LMTD}}$의 관계가 성립한다. 여기서 $\Delta T$는 방열 유체의 온도차이다.
온도차 105℃, NTU 3.5를 대입하면 $\mathrm{LMTD} = \dfrac{105}{3.5} = 30\,^\circ\mathrm{C}$가 된다.

보일러수는 스케일·부식을 모두 억제할 수 있는 약알칼리성으로 관리하는 것이 일반적이며, 대략 pH 11 전후가 적정 범위로 제시된다.
산성(pH 5 전후)에 가까우면 금속 부식이 촉진되고, pH 14에 가까운 강알칼리성은 가성취화 등 다른 손상을 유발할 수 있어 적절하지 않다.

파형부의 길이가 230 mm 미만인 파형노통의 최소 두께는 다음 식으로 구한다.
$t = \dfrac{10\,P\,D}{C}$
여기서 P는 최고사용압력(MPa), D는 파형부에서 최대 내경과 최소 내경의 평균치(mm), C는 노통의 종류에 따른 상수다. 상수 C는 모리슨형 1100, 데이턴형 1200, 리즈포지형 1300, 폭스형 1350 등으로 형식마다 정해져 있다.
식의 형태는 물리적으로도 검증된다. 압력 P가 높을수록, 지름 D가 클수록 두께가 두꺼워져야 하므로 두 값은 분자에 와야 하고, 형식별 상수 C는 분모에 놓여 값이 클수록 얇은 두께가 허용된다. 상수 C가 아예 빠진 형태(10PD)는 노통 종류를 구분하지 못하고, D를 분모에 둔 형태(10P/D)는 지름이 클수록 얇아진다는 잘못된 결론이 되며, 분자와 분모를 뒤집은 형태(C/10PD)는 압력이 높을수록 얇아진다는 모순이 생긴다.