가스기능장 준비 (예상문제 풀이 및 해설 - 6)

압축기 및 펌프 예상문제

1. 일정 용적의 실린더 내에 기체를 흡입한 다음 흡입구를 닫아 기체를 압축하면서 다른 토출구에 압축하는 형식의 압축기는?

1) 용적형

2) 터보형

3) 원심식

4) 축류식

해설 : 용적형 압축기 - 일정 용적의 실린더 내에 기체를 흡입하고 기체에 압력을 가하여 토출구로 압출하는 것을 반복하는 형식으로 왕복동식과 회전식이 있다.

2. 왕복형 압축기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1) 쉽게 고압이 얻어진다.

2) 압축효율이 낮다

3) 접촉부가 많아서 보수가 쉽다.

4) 기초 설치 면적이 작다.

해설 : 왕복식 압축기의 특징

- 고압이 쉽게 형성된다.

- 급유식, 무급유식이다.

- 용량조정범위가 넓다.

- 압축효율이 높다.

- 형태가 크고 설치면적이 크다.

- 배출가스 중 오일이 혼입 될 우려가 크다.

- 압축이 단속적이고, 맥동현상이 발생된다.

- 접촉부분이 많아 고장 발생이 쉽고 수리가 어렵다.

- 반드시 흡입 토출밸브가 필요하다.

3. 압축기에 관한 용어 중 틀리게 설명한 것은?

1) 간극용적 : 피스톤이 상사점과 하사점의 사이를 왕복할 때의 체적

2) 행정 : 실린더 내에서 피스톤이 이동하는 거리

3) 상사점 : 실리더 체적이 최소가 되는 점

4) 압축비 : 흡입압력에 대한 토출압력의 비

해설 : 간극용적 - 피스톤이 상사점에 있을 때 실린더 내의 가스가 차지하는 것으로 톱 클리어런스와 사이드 클리어런스가 있다.

4. 압축기 실린더 상부에 스프링을 지지시켜 실린더 내에 액이나 이물질이 침입하여 압축 시 압축기가 파손되는 것을 방지하는 보호 장치는?

1) 안전밸브

2) 고압차단 스위치

3) 안전두

4) 유압보호장치

5. 고압차단 스위치에 대한 설명으로 틀린 것은?

1) 작동압력은 정상 고압보다 4 kgf/cm2 정도 높다.

2) 전자밸브와 조합하여 고속다기통 압축기의 용량제어용으로 주로 이용된다.

3) 압축기 1대마다 설치 시에는 토출 스톱 밸브 직전에 설치한다.

4) 작동 후 복귀 상태에 따라 자동 복귀형과 수동 복귀형이 있다.

6. 피스톤 지름이 100mm, 행정 150mm, 회전수 1200 rpm, 체적 효율 75%인 왕복 압축기의 압출량은?

1) 0.95 m3/min

2) 1.06 m3/min

3) 2.23 m3/min

4) 3.23 m3/min

해설 :

7. 실린더의 단면적이 50 cm2, 행정 10 cm2, 회전수 200 rpm, 체적 효율 80% 인 왕복 압축기의 토출량은?

1) 60L/min

2) 80L/min

3) 120L/min

4) 140L/min

해설 :

8. 압축기에서 용량 조절을 하는 목적이 아닌 것은?

1) 수요 공급의 균형유지

2) 압축기 보호

3) 소요 동력의 절감

4) 실린더 내의 온도 상승

해설 : 압축기 용량 조절 목적

- 수요 공급의 균형유지

- 압축기 보호

- 소요동력의 절감

- 경부하 기동

9. 다단 압축을 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

1) 압축 일과 체적 효율의 증가

2) 압축일 증가와 체적효율의 감소

3) 압축일 감소와 체적효율의 증가

4) 압축일과 체적효율의 감소

해설 : 다단 압축의 목적

- 1단 단열 압축과 비교한 일 량의 절약

- 이용효율의 증가

- 힘의 평형이 양호해진다.

- 가스의 온도 상승을 방지할 수 있다.

10. 압축비가 클 때 압축기에 미치는 영향으로 틀린 것은?

1) 체적 효율 증대

2) 소요 동력 증대

3) 토출 가스온도 상승

4) 윤활유 열화

해설 : 압축비가 클 때의 영향

- 소요동력 증대

- 실린더 내의 온도 상승(윤활유 열화)

- 체적 효율 저하(압축기 능력 감소)

- 토출 가스양 감소

11. 다단 압축기에서 실린더 냉각의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 흡입 시에 가스에 주어진 열을 가급적 줄여서 흡입효율을 적게 한다.

2) 온도가 냉각됨에 따라 단위 능력당 소요 동력이 일반적으로 감소되고, 압축 효율도 좋게 한다.

3) 활동면을 냉각시켜 윤활이 원활하게 되어 피스톤링에 탄소화물이 발생하는 것을 막는다.

4) 밸브 및 밸브 스프링에서 열을 제거하여 오손을 줄이고 그 수명을 길게 한다.

해설 : 실린더 냉각 효과

- 체적 효율, 압축 효율 증가

- 소요 동력의 감소

- 윤활 기능의 유지 및 향상

- 윤활유 열화, 탄화 방지

- 습동 부품의 수명 유지

12. 압축기에서 윤활의 목적이 아닌 것은?

1) 마찰 시 생기는 열을 제거한다.

2) 소요 동력을 감소시킨다.

3) 실린더의 벽과 피스톤의 마찰로 인한 마모를 방지한다.

4) 기계 효율을 감소시킨다.

해설 : 윤활유 사용 목적

- 활동부에 유막을 형성하여 마찰저항을 적게 하며, 운전을 원활하게 한다.

- 유막을 형성하여 가스의 누설을 방지한다.

- 활동부의 마찰열을 제거하여 기계효율을 높인다.

13. 윤활유의 구비조건 중 틀린 것은?

1) 인화점이 낮고 분해되지 않을 것

2) 점도가 적당하고, 항 유화성이 클 것

3) 수분 및 산류 등의 불순물이 적을 것

4) 화학적으로 안정하여 사용 가스와 반응을 일으키지 말 것

해설 : 압축기 윤활유의 구비조건

- 화학반응을 일으키지 않을 것

- 인화점은 높고, 응고점은 낮을 것

- 점도가 적당하고 항 유화성이 클 것

- 불순물이 적을 것

- 잔류 탄소의 양이 적을 것

- 열에 대한 안정성이 있을 것

14. 산소 압축기의 내부 윤활유로 주로 사용되는 것은?

1) 석유류

2) 화이트유

3) 물

4) 진한 황산

해설 : 산소 압축기 내부 윤활유

- 사용되는 것 : 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린 수

- 금지되는 것 : 석유류, 유지류, 농후한 글리세린

15. 산소 가스 압축기의 윤활제로 기름 사용을 금지하고 있는 가장 큰 이유는?

1) 한 번도 사용한 적이 없으므로

2) 산소가스의 순도가 낮아지므로

3) 식품과 접촉하면 위험하기 때문에

4) 마찰로 실린더 내의 온도가 상승하면 연소 폭발하므로

해설 : 산소는 강력한 조연성 가스이기 때문에 마찰로 실린더 내의 온도가 상승하여 연소 폭발을 일으킬 우려가 있어 석유류, 유지류, 농후한 글리세린은 산소 압축기의 윤활유로 사용을 금지하고 있다.

16. 압축기 서징 현상에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1) 압축기의 풍량을 횡축에, 토출압력을 종축에 취한 풍량, 압력 곡선에서 우측 상부의 부분에 있을 때는 서징 현상을 일으키는 일이 있다.

2) 서징이 발생되면 관로에 심한 유체의 맥동과 진동이 발생한다.

3) 서징은 압축기를 기동하여 정격 회전수에 이르기 전까지의 도중에서 일어나는 현상으로서 정격회전수에 도달한 후에는 일어나지 않는다.

4) 서징은 토출배관에 바이패스 밸브를 설치해서 흡입 측으로 돌려보내어 방지할 수 있다.

해설 : 서징 현상 - 토출 측 저항이 커지면 유량이 감소하고 맥동과 진동이 발생하며 불안전 운전이 되는 현상

17. 터보형 펌프가 아닌 것은?

1) 원심식

2) 사류식

3) 축류식

4) 회전식

해설 : 펌프의 분류

- 터보형 : 원심식, 사류식, 축류식

- 용적형 : 왕복식, 회전식

18. 터빈 펌프에서 속도 에너지를 압력 에너지로 변환하는 역할을 하는 것은?

1) 와실

2) 안내 깃

3) 와류실

4) 회전차

19. 펌프를 운전할 때 펌프 내에 액이 충만하지 않으면 공회전하여 펌핑이 이루어지지 않는다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 펌프 내에 액을 충만시키는 것을 무엇이라 하는가?

1) 맥동

2) 프라이밍

3) 캐비테이션

4) 서징

해설 : 프라이밍 - 펌프를 운전할 때 펌프 내에 액이 없을 경우 임펠러의 공회전으로 펌핑이 이루어지지 않는 것을 방지하기 위하여 가동 전에 펌프 내에 액을 충만 시키는 것으로 원심펌프에 해당된다.

20. 펌프의 회전수를 변화시킬 때 변환되지 않는 것은?

1) 토출량

2) 양정

3) 소요 동력

4) 효율

해설 : 원심펌프의 상시 법칙 - 회전수를 변화시키면 유량은 회전수 변화에 비례하고, 양정은 회전수 변화의 제곱에 비례하고, 소요 동력은 회전수 변화의 3 제곱에 비례한다.

21. 원심펌프를 병렬연결 운전할 때의 특성으로서 올바른 것은?

1) 유량은 불변이다.

2) 양정은 증가한다.

3) 유량은 감소한다.

4) 양정은 일정하다.

해설 : 원심펌프의 운전 특성

- 직렬 운전 : 양정 증가, 유량 일정

- 병렬 운전 : 유량 증가, 양정 일정

22. 다음 중 펌프에서 발생하는 현상이 아닌 것은?

1) 초킹

2) 서징

3) 수격 작용

4) 캐비테이션

해설 : 펌프에서 발생하는 이상 현상

- 서징 현상, 수격 작용, 캐비테이션 현상, 베이퍼 로크 현상

23. 원심펌프를 높은 능력으로 운전할 때 임펠러 흡입부에 압력이 낮아지게 되는 현상은?

1) 공기 바인딩

2) 에어 리프트

3) 캐비테이션

4) 감압화

해설 : 캐비테이션 현상 - 유수 중에 그 수온의 증기압력보다 낮은 부분이 생기면 물이 증발을 일으키고 기포를 다수 발생하는 현상

24. 펌프의 캐비테이션 발생에 따라 일어나는 현상이 아닌 것은?

1) 양정 곡선이 증가한다.

2) 효율 곡선이 저하한다.

3) 소음과 진동이 발생한다.

4) 깃에 대한 침식이 발생한다.

해설 : 캐비테이션 발생에 따라 일어나는 현상

- 소음과 진동이 발생

- 깃의 침식

- 특성 곡선, 양정 곡선의 저하

- 양수 불능

25. 펌프의 이상 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?

1) 수격 작용이란 유속이 급변하여 심한 압력 변화를 갖게 되는 작용이다.

2) 서징의 방지법으로 유량조절밸브를 펌프 송출 측 직후에 배치시킨다.

3) 캐비테이션 방지법으로 관 지름과 유속을 모두 크게 한다.

4) 베이퍼 로크는 저비점 액체를 이송시킬 때 입구 쪽에서 발생되는 액체 비등이다.

해설 : 캐비테이션 현상 방지법

- 펌프의 위치를 낮춘다.

- 수직축 펌프를 사용하여 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다.

- 양흡입 펌프를 사용한다.

- 펌프의 회전수를 낮춘다.

- 두 대 이상의 펌프를 사용한다.

26. 펌프에서 발생되는 수격 현상의 방지법으로 올지 않은 것은?

1) 유속을 낮게 한다.

2) 압력조절용 탱크를 설치한다.

3) 밸브를 펌프 토출구 가까이 설치한다.

4) 밸브의 개폐는 신속히 한다.

해설 : 수격 작용 방지법

- 배관 내부의 유속을 낮춘다.

- 배관에 압력조절용 탱크를 설치한다.

- 펌프에 플라이휠을 설치한다.

- 밸브를 송출구 가까이 설치하고, 적당히 제어한다.

- 밸브의 개폐는 서서히 한다.

27. 압축기와 펌프에서 공통으로 일어날 수 있는 현상으로 옳은 것은?

1) 캐비테이션

2) 서징

3) 워터 해머링

4) 베이퍼 로크

28. 펌프를 운전할 때 송출 압력과 송출 유량이 주기적으로 변동하여 펌프의 토출구 및 흡입구에서 압력계의 지침이 흔들리는 현상을 무엇이라 하는가?

1) 맥동 현상

2) 진동 현상

3) 공동 현상

4) 수격 현상

29. 펌프의 이상 현상인 베이퍼 로크를 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

1) 펌프의 설치 위치를 낮춘다.

2) 흡입 측 관의 지름을 크게 한다.

3) 실린더 라이너의 외부를 가열한다.

4) 펌프의 회전수를 줄이거나, 흡입 관로를 청소한다.

해설 : 베이퍼 로크 현상 방지법

- 실린더 라이너의 외부를 냉각한다.

- 흡입 배관을 크게 하고 단열처리를 한다.

- 펌프의 설치 위치를 낮춘다.

- 흡입 관로를 청소한다.

30. 펌프 운전 중 소음과 진동의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 서징 발생 시

2) 공기의 불혼입 시

3) 임펠러의 국부 마모, 부식 시

4) 베어링의 마모 또는 파손 시

해설 : 흡입관에 공기 등이 혼입 되면 이상음, 압력계의 변동, 진동 등이 발생한다.