건설기계설비기사
2016년도 1회차
제4과목 유체기계 및 유압기기
1~10번 풀이 및 해설
* 11 ~ 20번은 다음 게시물로 확인하실 수 있습니다.
[1번] 진공펌프는 기체를 대기압 이하의 저압에서 대기압까지 압축하는 압축기의 일종이다. 다음 중 일반 압축기와 다른 점을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
① 흡입압력을 진공으로 함에 따라 압력비는 상당히 커지므로 격간용적, 기체누설을 가급적 줄여야 한다.
② 진공화에 따라서 외부의 액체, 증기, 기체를 빨아들이기 쉬워서 진공도를 저하시킬 수 있으므로 이에 주의를 요한다.
③ 기체의 밀도가 낮으므로 실린더 체적은 축동력에 비해 크다.
④ 송출압력과 흡입압력의 차이가 작으므로 기체의 유로 저항이 커져도 손실동력이 비교적 적게 발생한다.
[1번 풀이] 진공펌프가 일반 압축기와 다른 점을 묻고 있습니다. 이때, ④번에서 '송출압력과 흡입압력의 차이가 작으므로'라고 말하였지만, 진공펌프는 진공을 대기압 수준까지 끌어올려주는 장비이므로 틀린 말입니다. 흡입압력이 특히나 부압(진공 또는 낮은 압력)이기 때문에 압력비가 일반 압축기보다 높게 됩니다.
나머지 보기들은 전부 맞는 말입니다.
[2번] 유체 커플링에서 drag torque 란 무엇인가?
① 종동축과 원동축의 토크가 일정할 때의 토크
② 종동축과 원동축의 회전 속도가 동일할 때의 토크
③ 원동축이 회전하고 종동축이 정지한 상태에서 발생하는 토크
④ 종동축에 부하가 걸리지 않을 때 원동축에 발생하는 최대 토크
[2번 풀이] 드래그 토크(drag torque)란 종동축이 정지상태일 때 원동축의 최대토크를 보고 말합니다. 즉, ③번이 정답입니다.
[3번] 펌프의 성능 곡선에서 체절 양정(shut off head)이란 무엇을 뜻하는가?
① 유량 Q = 0 일 때의 양정
② 유량 Q = 최대일 때의 양정
③ 축동력이 최소일 때의 양정
④ 축동력이 최대일 때의 양정
[3번 풀이] 성능 곡선 그래프를 보고 이해하는게 중요한 문제입니다. 그 중에서도 '체절 양정'에 대해서 물었는데, 이는 유량이 0일 때의 양정을 보고 말합니다. 즉, ①번이 정답입니다.
[4번] 유체기계에 있어서 다음 중 유체로부터 에너지를 받아서 기계적 에너지로 변환시키는 장치로 볼 수 없는 것은?
② 유량 Q = 최대일 때의 양정
③ 축동력이 최소일 때의 양정
④ 축동력이 최대일 때의 양정
[3번 풀이] 성능 곡선 그래프를 보고 이해하는게 중요한 문제입니다. 그 중에서도 '체절 양정'에 대해서 물었는데, 이는 유량이 0일 때의 양정을 보고 말합니다. 즉, ①번이 정답입니다.
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| 펌프 성능 곡선 (출처) |
[4번] 유체기계에 있어서 다음 중 유체로부터 에너지를 받아서 기계적 에너지로 변환시키는 장치로 볼 수 없는 것은?
① 송풍기
② 수차
③ 유압모터
④ 풍차
[4번 풀이] 문제에서 '유압 에너지 → 기계 에너지'로 변환하는 기계로 볼 수 없는 것을 묻고 있습니다. 수차, 모터, 풍차는 모두 유압 에너지를 기계 에너지로 변환시켜주는 기계입니다. ①번의 '송풍기'는 바람을 일으키기 위해서 기계 에너지를 이용하는 기계입니다.
[5번] 다음 중 프란시스 수차에서 유량을 조정하는 장치는?
② 수차
③ 유압모터
④ 풍차
[4번 풀이] 문제에서 '유압 에너지 → 기계 에너지'로 변환하는 기계로 볼 수 없는 것을 묻고 있습니다. 수차, 모터, 풍차는 모두 유압 에너지를 기계 에너지로 변환시켜주는 기계입니다. ①번의 '송풍기'는 바람을 일으키기 위해서 기계 에너지를 이용하는 기계입니다.
[5번] 다음 중 프란시스 수차에서 유량을 조정하는 장치는?
① 흡출관 (draft tube)
② 안내깃 (guide vane)
③ 전향기 (deflector)
④ 니들 밸브 (niddle valve)
[5번 풀이] 충동 수차의 하나인 프란시스 수차는 ②번 '안내깃'을 통해 유량을 조절합니다.
[6번] 비교회전도 176 [m^3/min rpm m], 회전수 2900 rpm, 양정 220 m 인 4단 원심펌프에서 유량은 약 몇 m^3/min 인가?
(단, 여기서 비교회전도 값은 유량의 단위가 m^3/min, 양정의 단위는 m, 회전수의 단위는 rpm 일 때를 기준으로 한 값이다.)
② 안내깃 (guide vane)
③ 전향기 (deflector)
④ 니들 밸브 (niddle valve)
[5번 풀이] 충동 수차의 하나인 프란시스 수차는 ②번 '안내깃'을 통해 유량을 조절합니다.
[6번] 비교회전도 176 [m^3/min rpm m], 회전수 2900 rpm, 양정 220 m 인 4단 원심펌프에서 유량은 약 몇 m^3/min 인가?
(단, 여기서 비교회전도 값은 유량의 단위가 m^3/min, 양정의 단위는 m, 회전수의 단위는 rpm 일 때를 기준으로 한 값이다.)
① 2.3
② 2.7
③ 1.5
④ 1.9
[6번 풀이] 아래 '수차의 비교회전도' 공식을 통해서 구하는 문제입니다. 위 문제에서는 '단수(i)'가 주어졌으므로 양정(H)을 단수(i)로 나눠준 다음 아래 공식에 전부 대입하면 답이 나옵니다. 답은 ③번 1.5 입니다.
[7번] 다음 각 수차들에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
② 2.7
③ 1.5
④ 1.9
[6번 풀이] 아래 '수차의 비교회전도' 공식을 통해서 구하는 문제입니다. 위 문제에서는 '단수(i)'가 주어졌으므로 양정(H)을 단수(i)로 나눠준 다음 아래 공식에 전부 대입하면 답이 나옵니다. 답은 ③번 1.5 입니다.
펌프와 수차의 비교회전도 관련한 공식은 여기를 클릭해서 확인하시고 넘어가시길 바랍니다.
[7번] 다음 각 수차들에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 펠턴 수차는 비속도가 가장 높은 형식의 수차이다.
② 프란시스 수차는 반동형으로서 혼류수차에 해당한다.
③ 프로펠러 수차는 저낙차 대유량인 곳에 주로 사용된다.
④ 카플란 수차는 반동형으로서 축류수차에 해당한다.
[7번 풀이] 펠턴 수차는 고낙차용 수차로 비교회전도(비속도)가 가장 작은 수차입니다. 즉, ①번이 틀린 보기입니다.
나머지 보기들도 다른 유형의 문제로 자주 출제되는 내용이니, 한번 더 읽어보시길 추천드립니다. 추가로, 카플란 수차는 '가동익'이라는 것도 알아두면 좋습니다.
[8번] 반동수차에 설치되는 흡출관의 사용목적으로 가장 옳은 것은?
② 프란시스 수차는 반동형으로서 혼류수차에 해당한다.
③ 프로펠러 수차는 저낙차 대유량인 곳에 주로 사용된다.
④ 카플란 수차는 반동형으로서 축류수차에 해당한다.
[7번 풀이] 펠턴 수차는 고낙차용 수차로 비교회전도(비속도)가 가장 작은 수차입니다. 즉, ①번이 틀린 보기입니다.
나머지 보기들도 다른 유형의 문제로 자주 출제되는 내용이니, 한번 더 읽어보시길 추천드립니다. 추가로, 카플란 수차는 '가동익'이라는 것도 알아두면 좋습니다.
[8번] 반동수차에 설치되는 흡출관의 사용목적으로 가장 옳은 것은?
① 회전차 출구와 방수면 사이의 낙차 및 회전차에서 유출되는 물의 속도수두를 유효하게 이용하기 위하여 설치한다.
② 상부 수면에서 회전차 입구까지의 위치수두를 최대한 이용하여 회전차 출구의 속도수두를 높이기 위해 설치한다.
③ 반동수차는 낙차가 커서 반동력이 매우 크므로 수차의 출구에 견고하게 설치하여 수차를 보호하기 위하여 설치한다.
④ 반동수차는 낙차가 커서 회전차 출구와 방수면 사이의 낙차를 최소화하여 반동력을 줄이기 위하여 설치한다.
[8번 풀이] 흡출관의 사용목적은 ①번입니다. 에너지를 활용/생산하는 기계이기 때문에 최대한 가져갈 수 있는 에너지는 모두 가져간다고 이해하시면 편합니다.
[9번] 다음 중 원심펌프에서 사용되는 구성요소로 볼 수 없는 것은?
② 상부 수면에서 회전차 입구까지의 위치수두를 최대한 이용하여 회전차 출구의 속도수두를 높이기 위해 설치한다.
③ 반동수차는 낙차가 커서 반동력이 매우 크므로 수차의 출구에 견고하게 설치하여 수차를 보호하기 위하여 설치한다.
④ 반동수차는 낙차가 커서 회전차 출구와 방수면 사이의 낙차를 최소화하여 반동력을 줄이기 위하여 설치한다.
[8번 풀이] 흡출관의 사용목적은 ①번입니다. 에너지를 활용/생산하는 기계이기 때문에 최대한 가져갈 수 있는 에너지는 모두 가져간다고 이해하시면 편합니다.
[9번] 다음 중 원심펌프에서 사용되는 구성요소로 볼 수 없는 것은?
① 임펠러
② 케이싱
③ 버킷
④ 디퓨저
[9번 풀이] 원심펌프의 구성요소를 암기해야 풀 수 있는 문제입니다. 그래도 원심펌프에는 '버킷'이 없다는 것만 알고 있다면 ③번을 자연스레 찍을 수 있는 문제입니다.
원심펌프의 구성요소로는 임펠러, 케이싱, 디퓨져, 안내깃, 패킹상자 등이 있습니다.
[10번] 팬(fan)의 종류 중 날개 길이가 길고 폭이 좁으며 날개의 형상이 후향깃으로 회전 방향에 대하여 뒤쪽으로 기울어져 있는 것은?
② 케이싱
③ 버킷
④ 디퓨저
[9번 풀이] 원심펌프의 구성요소를 암기해야 풀 수 있는 문제입니다. 그래도 원심펌프에는 '버킷'이 없다는 것만 알고 있다면 ③번을 자연스레 찍을 수 있는 문제입니다.
원심펌프의 구성요소로는 임펠러, 케이싱, 디퓨져, 안내깃, 패킹상자 등이 있습니다.
[10번] 팬(fan)의 종류 중 날개 길이가 길고 폭이 좁으며 날개의 형상이 후향깃으로 회전 방향에 대하여 뒤쪽으로 기울어져 있는 것은?
① 다익 팬
② 터보 팬
③ 레이디얼 팬
④ 익형 팬
[10번 풀이] 이번 문제는 기사 시험에서도 틀리라고 내는 문제인 듯 합니다. (개인적으로...)
문제에서 설명하는 것은 ②번 '터보 팬'입니다. 터보팬은 다른 것보다 효율이 가장 좋다는 정도만 기억해도 이 문제보다 쉽게 나온다면 풀 수 있습니다.
② 터보 팬
③ 레이디얼 팬
④ 익형 팬
[10번 풀이] 이번 문제는 기사 시험에서도 틀리라고 내는 문제인 듯 합니다. (개인적으로...)
문제에서 설명하는 것은 ②번 '터보 팬'입니다. 터보팬은 다른 것보다 효율이 가장 좋다는 정도만 기억해도 이 문제보다 쉽게 나온다면 풀 수 있습니다.
* 11 ~ 20번은 다음 게시물로 확인하실 수 있습니다.