[해양경찰 기관학] 25년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

연소가스 속 수증기가 응축되지 않고 전부 수증기로 남는다고 볼 때의 발열량은 저위발열량이다.
고위발열량은 수증기가 응축하며 내놓는 증발잠열까지 포함한 값이고, 저위발열량은 이 잠열을 뺀 값이다. 실제 기관에서는 배기가 고온이라 수증기가 응축되지 않으므로 저위발열량을 기준으로 쓴다.
고위발열량: 수증기가 응축되어 잠열까지 회수된다고 볼 때의 값이므로 반대 개념이다.
불응축발열량: 발열량 구분에 쓰이는 표준 용어가 아니다.
기준발열량: 수증기 상태로 발열량을 구분하는 용어가 아니다.

무화가 좋으면 기름 입자가 잘게 쪼개져 체적에 비해 표면적이 커지므로 착화와 연소가 빨라진다.
표면적이 넓어지면 고온 압축공기와 닿는 면이 늘어 증발과 공기 혼합이 빨라지고, 그만큼 착화 지연이 짧아진다.
착화온도가 낮아짐: 착화온도는 연료 고유의 성질이라 무화 정도로 바뀌지 않는다.
연소실 온도 상승: 연소실 온도는 압축과 연소 결과로 정해지며 무화의 직접 효과가 아니다.
공기유동 개선: 공기유동은 연소실 형상과 소기·흡기 방식이 만드는 것이다.

옳은 설명은 대류와 줄[J]에 관한 2개이다.
열은 온도차가 있어야 이동하며, 전도·대류·복사의 구분은 매개 물질과 이동 방식에 따른다.
㉠ 옳다. 대류는 유체의 밀도차로 생기는 흐름을 따라 열이 이동하는 현상이다.
㉡ 틀리다. 복사는 중간 물질 없이 전자기파로 열이 전달되며, 물질을 통한 이동은 전도이다.
㉢ 틀리다. 온도가 같은 두 물체 사이에는 열이 이동하지 않는다. 전도는 온도차가 있는 물체가 접촉할 때 일어난다.
㉣ 틀리다. 비열은 단위 질량의 온도를 1도 올리는 데 필요한 열량이며, 온도변화 없이 상태변화하는 데 드는 열은 잠열이다.
㉤ 옳다. 줄[J]은 일·열·에너지의 단위이다.

연료분사 시기가 빠른 것은 증기폐쇄의 원인이 아니다.
증기폐쇄는 연료 계통 안에서 연료가 기화해 기포가 생겨 연료 공급이 막히는 현상이다. 따라서 연료가 쉽게 끓는 조건이 원인이 되며, 분사 시기는 연소 과정에 관한 것이다.
연료 계통 압력이 낮음: 압력이 낮으면 비등점이 내려가 기화가 쉬워진다.
연료 온도가 높음: 연료가 가열되면 증기가 쉽게 발생한다.
기화성이 높은 연료 사용: 휘발성이 커 기포가 잘 생긴다.

실린더 내부 윤활작용이 나쁜 것은 배압 상승의 직접 원인이 아니다.
배압은 배기가스가 빠져나가는 통로가 좁아지거나 배기가스 양·온도가 커질 때 높아진다. 윤활 불량은 마멸·소착 문제로 이어질 뿐 배기 흐름을 직접 막지 않는다.
후연소가 오래 계속됨: 배기 행정까지 연소가 이어져 배기 온도와 체적이 커진다.
배기계통 카본 퇴적: 통로 단면이 좁아져 흐름 저항이 커진다.
냉각 부족으로 배기온도 상승: 가스가 팽창해 체적이 늘어 배압이 오른다.

링의 관성력을 크게 하는 것은 플러터 대책이 아니다.
플러터는 링의 관성력이 가스 압력과 장력을 이겨 링이 홈 안에서 떠서 진동하는 현상이므로, 대책은 관성력을 줄이고 밀착력을 키우는 쪽이다.
링 높이를 낮춤: 링 질량이 줄어 관성력이 작아진다.
링 장력을 크게 함: 실린더 벽과 홈에 밀착하는 힘이 커진다.
키스톤 링 사용: 테이퍼 단면으로 홈 안에서 링이 붙어 있도록 해 진동을 억제한다.

배기는 연소실 → 배기밸브(배기공) → 배기 다기관 → 과급기 → 소음기 → 대기 순으로 흐른다.
연소가스는 배기밸브나 배기공으로 실린더를 빠져나와 다기관에 모인 뒤, 배기터빈을 돌려 과급 에너지를 내주고 소음기를 거쳐 배출된다.
연소실에서 곧바로 과급기로 가는 순서: 배기밸브와 다기관을 거치지 않고는 터빈에 도달할 수 없다.
다기관 뒤에 배기밸브를 두는 순서: 배기밸브는 실린더 출구이므로 다기관보다 앞이다.
소음기를 과급기보다 앞에 두는 순서: 소음기는 터빈을 지난 뒤 대기로 나가기 직전에 있다.

전자제어엔진은 캠축 없이 연료를 분사하므로, 캠 작동으로 분사가 이루어진다는 설명이 옳지 않다.
전자제어엔진은 연료분사와 배기밸브 구동을 유압과 전자제어로 수행해 부하에 따라 시기와 양을 자유롭게 바꾼다.
질소산화물 저감: 분사 시기와 패턴을 조절해 연소 최고온도를 낮출 수 있다.
부하별 효율 최적화: 부하마다 분사·밸브 시기를 최적값으로 맞출 수 있다.
배기밸브 개폐시기 조절: 캠 형상에 묶이지 않아 유연하게 바꿀 수 있다.

산화작용은 윤활유의 기능이 아니다.
윤활유는 오히려 금속 표면의 산화와 부식을 막는 방청작용을 하며, 윤활유 자체의 산화는 열화로서 피해야 할 현상이다.
냉각작용: 마찰열과 연소열을 흡수해 운반한다.
기밀작용: 피스톤 링과 실린더 사이 유막이 가스 누설을 막는다.
방청작용: 유막이 금속 표면을 덮어 녹 발생을 막는다.

분사 방향을 앞뒤로 바꿔 역추진력을 만드는 부분은 버켓(Bucket)이다.
워터제트는 임펠러로 가압한 물을 노즐로 분사해 추진하며, 노즐 뒤의 버켓이 내려와 분사류를 앞쪽으로 꺾으면 후진력이 생긴다.
스톤가드: 흡입구에 이물질이 빨려 들어가지 않도록 막는 보호망이다.
덕트: 선저에서 물을 임펠러까지 끌어오는 흡입 통로이다.
임펠러: 회전하며 물에 에너지를 주어 가압하는 부분이다.

날개 전연 쪽을 깎아 회전 반대 방향으로 휘게 만든 것은 스큐 백(Skew back)이다.
스큐 백을 주면 날개 각 부분이 순차적으로 반류에 들어가 날개 간 간섭과 진동·소음이 줄어든다.
압력면: 추진 시 물을 미는 날개의 뒷면을 가리키는 용어이다.
보스: 날개가 붙어 프로펠러 축과 결합되는 중심 부분이다.
경사(레이크): 날개가 축 방향으로 기울어진 정도를 말한다.

보일러 수위가 낮은 것은 기수공발의 원인이 아니다.
기수공발은 보일러수가 물방울 상태로 증기에 섞여 나가는 현상으로, 수위가 높거나 거품이 많을 때, 증기가 급격히 빠져나갈 때 일어난다.
보일러수 불순물이 많음: 거품(포밍)이 생겨 물이 증기에 딸려 나간다.
주증기밸브를 급개방: 압력이 급히 떨어지며 비등이 격해져 물이 튀어 오른다.
부하 급증: 증기 소비가 갑자기 늘어 같은 현상이 생긴다.

기계식 실의 시트링은 고무나 합성 섬유가 아니라 세라믹·카본·초경합금 같은 경질 재료로 만든다.
시트링은 회전링과 미끄럼면을 이루며 계속 마찰하므로 내마모성과 평면도가 높은 재료가 필요하고, 고무는 이를 받치는 O링 등 보조 밀봉에 쓰인다.
케이싱: 유체의 속도 에너지를 압력 에너지로 바꾼다.
임펠러: 회전하며 들어온 액체에 원심력을 준다.
마우스 링: 임펠러 입구와 케이싱 사이 틈을 줄여 송출 액체가 흡입 쪽으로 새는 것을 막는다.

동일 펌프 2대를 병렬로 운전하면 같은 양정에서 유량만 2배가 된다.
합성 특성곡선에서 직렬은 같은 유량에서 양정을 더하고, 병렬은 같은 양정에서 유량을 더한다.
직렬에서 양정과 유량이 모두 2배: 직렬은 같은 액체가 두 펌프를 차례로 지나므로 유량은 늘지 않는다.
직렬에서 유량만 2배: 직렬에서 늘어나는 것은 양정이다.
병렬에서 양정과 유량이 모두 2배: 병렬은 각 펌프가 같은 양정을 내므로 양정은 늘지 않는다.

다단 압축과 중간 냉각을 하는 이유는 압축일을 줄이기 위해서이다.
단 사이에서 공기를 식히면 비체적이 줄어 다음 단 압축에 드는 일이 작아지고, 압축 과정이 등온압축에 가까워진다.
압축비 감소: 단당 압축비는 낮아지지만 전체 압축비는 목표 압력으로 정해져 줄지 않는다.
윤활유 혼입 방지: 중간 냉각은 혼입 방지가 목적이 아니며, 유분은 분리기로 제거한다.
용적효율을 낮춤: 오히려 단당 압축비가 작아져 용적효율이 높아진다.

증발기 용량이 큰 것은 액압축의 원인이 아니다.
액압축은 증발기에서 다 증발하지 못한 냉매액이 압축기로 들어가는 현상이므로, 증발기 용량이 크면 오히려 증발이 충분히 이루어진다. 증발기 용량이 작거나 착상이 심할 때가 원인이다.
냉매 과충전: 증발기로 들어가는 액이 너무 많아진다.
팽창밸브 개도 과대: 증발량보다 많은 액이 공급된다.
액분리기 작동 불량: 흡입 쪽 액을 걸러내지 못한다.

유압구동방식은 한 대의 유압 펌프로 여러 대의 유압 모터를 구동할 수 있으므로, 한 대만 구동한다는 설명이 옳지 않다.
유압구동은 펌프가 만든 압유를 배관으로 나눠 보내는 방식이라 동력을 분배하기 쉽다는 것이 장점이다.
전동구동은 교류 전동기 사용: 선내 전원이 교류이므로 교류 전동기를 주로 쓴다.
유압구동의 배관이 더 복잡: 압유 공급관과 귀환관이 필요하다.
유압구동의 전체 손실이 큼: 전동기→펌프→모터로 변환 단계마다 손실이 쌓인다.

옳은 설명은 박층분리와 원심력에 관한 1개뿐이다.
셀프젝터 청정기는 분리판 사이 얇은 층에서 원심력으로 비중차 분리를 하며, 처리 유량을 줄이고 온도를 적정하게 높일수록 청정 효과가 좋아진다.
㉠ 틀리다. 기동 직후 큰 전류는 회전수가 정격에 이르면 정상값으로 떨어진다.
㉡ 옳다. 분리판의 박층분리 효과와 원심력으로 기름·물·슬러지를 분리한다.
㉢ 틀리다. 유량을 늘리면 체류 시간이 짧아져 청정능력이 떨어진다.
㉣ 틀리다. 파일럿 밸브는 고압 작동수가 공급되면 열려 작동수를 배출하고, 이로써 슬러지 배출이 일어난다.
㉤ 틀리다. 기름 비중이 높아지면 내경이 작은 비중판으로 바꿔야 한다.

Y-Δ 기동은 기동 전류를 제한하기 위해 쓴다.
기동 시 Y결선으로 각 상 권선에 걸리는 전압을 낮춰 기동 전류를 줄이고, 속도가 오르면 Δ결선으로 바꿔 정격 운전한다. 이때 기동 토크도 함께 줄어든다.
기동 속도를 크게 함: 기동 방식은 가속 속도를 키우려는 것이 아니다.
기동 토크를 크게 함: Y결선 기동에서는 토크가 오히려 작아진다.
기동 손실 감소: 목적은 전원 계통에 주는 큰 돌입전류를 막는 데 있다.

빈칸의 값은 60, 3, 120, 900이므로 합은 1083이다.
㉠ 옴의 법칙: $V = IR = 2 \times 30 = 60\,\mathrm{V}$, ㉡ 같은 저항 3개 병렬: $R = \dfrac{9}{3} = 3\,\Omega$
㉢ 대칭 3상의 위상차: $\dfrac{360^\circ}{3} = 120^\circ$, ㉣ 동기속도: $N = \dfrac{120f}{P} = \dfrac{120 \times 60}{8} = 900\,\mathrm{rpm}$
합계는 $60 + 3 + 120 + 900 = 1083$이므로 1083이 맞다.