산업기계설비기술사 제123회(2021년) 기출문제

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1교시 13문항 중 10문항 선택 · 100분

1-1뉴턴(Newton)의 제1운동법칙, 제2운동법칙, 제3운동법칙을 설명하시오.10점답안 쓰기
1-2휠의 평면에서 동일한 우력(偶力, couple)이 그림과 같이 작용하고 있다. 휠을 회전하기 위한 목적이라면 두 방법이 동일하다는 것을 설명하고, 휠의 변형 관점에서 볼 때 이 값이 동일한지 설명하시오.10점답안 쓰기
1-3원심펌프를 다음 조건에 따라 분류하시오. 1) 안내깃의 유무 2) 흡입구 3) 단(stage)수 4) 임펠러의 형상 5) 설치 위치10점답안 쓰기
1-4철재 구조물인 링(ring)이 그림과 같이 매끄러운 표면에 놓여있다. 링의 평균 반지름은 2 m이고 질량은 30 kg이다. 400 N의 힘이 B에서 링에 가해진다고 할 때, 점 A에서의 가속도를 구하시오.10점답안 쓰기
1-5압연 공장의 롤러에서 나오는 뜨거운 강판은 진입 전보다 10% 더 밀도가 높다. 강판을 0.2 m/s의 속도로 공급하는 경우 압연된 강판의 속도를 구하시오. (단, 강판 너비가 9% 증가하는 것으로 가정한다.)10점답안 쓰기
1-6수도용 밸브의 수압 시험압력에 대한 압력검사 항목 3가지를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-7변속펌프 운전의 장점과 단점을 각각 2가지씩 설명하시오.10점답안 쓰기
1-8하수찌꺼기(슬러지) 소화조에서 발생하는 소화가스를 전력과 열을 얻기 위한 에너지원으로 이용할 경우, 부산물 제거에 필요한 시설 3가지를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-9펌프, 전동기, 비상발전기 및 송풍기 등이 설치된 펌프장의 소음에 의하여 주위의 주민에게 악영향을 미칠 우려가 있는 곳에서 필요한 방음 및 방진조치 3가지를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-10레이놀즈수(Reynolds number)와 프루드수(Froude number)의 식을 쓰고 설명하시오.10점답안 쓰기
1-11신재생에너지의 정의를 설명하고 관련된 에너지원 8가지를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-12양극산화법(anodizing)에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기
1-13클린룸(clean room)의 등급(class)에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기

2교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

2-1자갈(gravel)이 5 m/s 속도로 움직이는 컨베이어 벨트에 분당 2 m3/min 양으로 떨어진다. 자갈의 비중량은 20 kN/m3이다. 자갈은 호퍼로부터 1 m/s의 속도로 떨어지게 되는데, 이때 평균 자유 낙하 높이(h)는 2 m이다. 컨베이어가 작업을 수행하기 위해 필요한 토크 T와 자갈이 컨베이어에 미치는 총 수직력을 구하시오. (단, 롤러의 마찰은 무시하고, 초기속도가 V₀일 때 자유 낙하하는 물체의 속도는 V = √(V₀² + 2gh)이다.)25점답안 쓰기
2-2수력 발전소는 10 m 양정(head)에서 체적유량이 100 m3/s에 도달할 때 최대 전력을 생산한다고 가정한다. 1) 터보 전기 기계가 85%의 효율로 작동할 경우, 발전소로부터의 최대 출력을 구하시오. 2) 발전소의 연간 평균용량계수가 65%, 판매가격이 33 원/kWh일 경우, 전력판매로 인한 연간 소득을 구하시오. 3) 발전소의 자본비용(capital cost)이 1100000 원/kW인 경우, 연소득 대 자본비용 비율을 [%/yr] 단위로 구하시오.25점답안 쓰기
2-3표준화에 대하여 설명하고 산업표준화의 3S를 설명하시오.25점답안 쓰기
2-4주조 시 용융금속 속의 가스(gas)에 대하여 설명하고, 가스 기공의 생성방지법에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
2-5형상이 상사(similitude)한 2개의 임펠러인 경우, 임펠러 외경이 DA인 펌프가 NA 회전 시 유량을 QA, 양정을 HA, 축동력을 PA라 할 때, 임펠러 내의 유동상태가 상사일 때 임펠러 외경이 DB인 펌프가 NB회전 시 유량 QB, 양정 HB, 그리고 축동력 PB를 식으로 나타내고, 회전수 변경에 대한 특성곡선을 그려 설명하시오. (단, NB/NA = 0.8∼1.2 범위에서 적용한다.)25점답안 쓰기
2-6수처리에서 원수에 약품을 주입하여 물속의 이물질을 응집 침전시켜 걸러내려고 한다. 이 때 약품을 단시간에 골고루 확산시키기 위한 최적의 교반방법을 설명하시오.25점답안 쓰기

3교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

3-1플랜트 설비진단에서 표면 결함 및 내부 결함을 확인하는 방법에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
3-2복합 사이클 발전소에서 가스터빈 사이클이 갖는 열역학적 효율은 30%이고, 증기터빈 사이클의 효율이 30%일 때 다음을 구하시오. 1) 복합 사이클의 열역학적 효율 2) 가스터빈 출력 대 증기터빈 출력의 비율 3) 증기 플랜트 응축기에서 제거되는 연료 열(fuel heat)의 비율25점답안 쓰기
3-3생활폐기물을 인력과 차량을 이용하지 않고 매설 관로를 통하여 이송시키는 폐기물 관로이송시스템(쓰레기 자동집하시설)의 작동원리와 구성에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
3-4다음과 같은 경우에서 직관의 관로손실 수두(HL)를 계산하기 위한 식을 설명하시오. 1) 관 직경 75 mm 이상의 긴 관로인 경우 2) 펌프장 구내배관의 짧은 관로인 경우 Q : 유량(m3/s), v : 관내 유속(m/s), C : 유속계수, λ：마찰손실계수 D : 관의 내경(m), L : 관의 길이(m), g : 중력가속도(m/s2)25점답안 쓰기
3-5수직축 펌프 흡입 측에서 와류(vortex)가 생성되어 펌프의 유량과 효율이 떨어지고 캐비테이션으로 인하여 진동이 발생하게 되는데 문제해결 방안을 설명하시오.25점답안 쓰기
3-6파텐팅(patenting)에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기

4교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

4-1스마트 플랜트를 구축하기 위한 기술에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
4-2플랜트 기자재 및 각종 기계부품을 제작하기 위한 기계가공법을 설명하시오.25점답안 쓰기
4-3단순 관로계 펌프장에서의 수격현상에 대하여 다음을 설명하시오. 1) 주요 발생원인 2) 수격현상 과정 3) 수격현상 방지대책25점답안 쓰기
4-4수처리 살균 소독 공법 중 염소 소독, 자외선 소독 및 오존처리 설비의 소독 원리와 장․단점을 설명하시오.25점답안 쓰기
4-5가치공학(value engineering)에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
4-6TIG용접과 MIG용접에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기