2021년 05월 소방설비기사(기계분야) 필기 기출문제(해설포함) 2과목

2과목 : 소방유체역학

21. 직경 20cm의 소화용 호스에 물이 392 N/s 흐른다. 이 때의 평균유속(m/s)은?

① 2.96 ② 4.34

③ 3.68 ④ 1.27

[해설]

✔ 중량유량

답 ④

 

22. 수은이 채워진 U자관에 수은보다 비중이 작은 어떤 액체를 넣었다. 액체기둥의 높이가 10cm, 수은과 액체의 자유 표면의 높이 차이가 6cm일 때 이 액체의 비중은? (단, 수은의 비중은 13.6 이다.)

① 5.44 ② 8.16

③ 9.63 ④ 10.88

[해설]

✔ U자관

답 ①

 

23. 수압기에서 피스톤의 반지름이 각각 20cm와 10cm이다. 작은 피스톤에 19.6N의 힘을 가하는 경우 평형을 이루기 위해 큰 피스톤에는 몇 N의 하중을 가하여야 하는가?

① 4.9 ② 9.8

③ 68.4 ④ 78.4

[해설]

✔ 압력

답 ④

 

24. 그림과 같이 중앙부분에 구멍이 뚫린 원판에 지름 D의 원형 물제트가 대기압 상태에서 V의 속도로 충돌하여 원판 뒤로 지름 D/2의 원형 물제트가 V의 속도로 홀러나가고 있을 때, 이 원판이 받는 힘을 구하는 계산식으로 옳은 것은? (단, ρ는 물의 밀도이다.)

[해설]

✔ 유량

✔ 원판이 받는 힘

답 ①

 

25. 압력 0.1MPa, 온도 250℃ 상태인 물의 엔탈피가 2974.33 kJ/kg이고 비체적은 2.40604m³/kg이다. 이 상태에서 물의 내부에너지(kJ/kg)는 얼마인가?

① 2733.7 ② 2974.1

③ 3214.9 ④ 3582.7

[해설]

✔ 엔탈피

답 ①

 

26. 300 K의 저온 열원을 가지고 카르노 사이클로 작동하는 열기관의 효율이 70%가 되기 위해서 필요한 고온 열원의 온도(K)는?

① 800 ② 900

③ 1000 ④ 1100

[해설]

✔ 카르노 사이클

답 ③

 

27. 물이 들어 있는 탱크에 수면으로부터 20m 깊이에 지름 50mm 의 오리피스가 있다. 이 오리피스에서 흘러나오는 유량(m³/min)은?(단, 탱크의 수면 높이는 일정하고 모든 손실은 무시한다.)

① 1.3 ② 2.3

③ 3.3 ④ 4.3

[해설]

✔ 유속

✔ 유량

답 ②

 

28. 다음 중 열전달 매질이 없이도 열이 전달되는 형태는?

① 전도 ② 자연대류

③ 복사 ④ 강제대류

[해설]

✔ 열전달의 종류

구분	내용	관련 법칙
전도(conduction)	열전도는 물체내의 온도차로 인해 온도가 높은 분자와 인접한 온도가 낮은 분자간의 직접적인 충돌 등으로 열에너지가 전달되는 전열형식이다. 예) 불속에 있는 금속막대	푸리에(Fourier)의 열전도 법칙
대류(convection)	유체(Fluid)입자 자체의 움직임에 의해 열에너지가 전달되는 것으로서, Fluid는 액체상태 또는 기체상태이다.	뉴턴(Newton)의 대류법칙
복사(radiation)	복사 열전달(radiation heat transfer)은 열전도나 대류 열전달과 달리, 매질을 통해 열이 전달되는 것이 아니라 고온의 물체에서 전자파의 형태로 방출되는 복사열이 저온의 물체에 흡수되어 열이 전달되는 전열형식이다. 태양열이 지구에 전달되는 것도 복사 열전달에 의한 것이다.	스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙

답 ③

 

29. 양정 220m, 유량 0.025m³/s, 회전수 2900rpm인 4단 원심 펌프의 비교회전도 (비속도)[m³/min, m, rpm]는 얼마인가?

① 176 ② 167

③ 45 ④ 23

[해설]

✔ 비교회전도(비속도)

답 ①

 

30. 동력(power)의 차원을 MLT(질량 M, 길이 L, 시간 T)계로 바르게 나타낸 것은?

[해설]

답 ③

 

31. 직사각형 단면의 덕트에서 가로와 세로가 각각 a 및 1.5a이고, 길이가 L이며, 이 안에서 공기가 V의 평균속도로 흐르고 있다. 이 때 손실수두를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, f는 이 수력지름에 기초한 마찰계수이고, g는 중력가속도를 의미한다.)

[해설]

✔ 수력반경

✔ 수력직경(수력지름)

✔ 손실수두

답 ①

 

32. 무차원수 중 레이놀즈수(Reynolds number)의 물리적인 의미는?

① 관성력/중력 ② 관성력/탄성력

③ 관성력/점성력 ④ 관성력/음속

[해설]

✔ 무차원수

⑴ 레이놀즈수(Reynolds number)=관성력/점성력

⑵ 프루드수(Froude number)=관성력/중력

⑶ 코시수(Cauchy number)=관성력/탄성력

⑷ 오일러수(Euler number)=압축력/관성력

⑸ 웨버수(Weber number)=관성력/표면장력

답 ③

 

33. 동일한 노즐구경을 갖는 소방차에서 방수압력이 1.5배가 되면 방수량은 몇 배로되는가?

① 1.22 배 ② 1.41 배

③ 1.52 배 ④ 2.25 배

[해설]

✔ 방수량

답 ①

 

34. 전양정 80m, 토출량 500 L/min인 물을 사용하는 소화펌프가 있다. 펌프효율 65%, 전달계수(K) 1.1인 경우 필요한 전동기의 최소동력(kW)은?

① 9 ② 11

③ 13 ④ 15

[해설]

✔ 전동기의 최소동력(전동력)

답 ②

 

35. 안지름 10cm인 수평 원관의 층류유동으로 4km 떨어진 곳에 원유(점성계수 0.02 N・s/m², 비중 0.86)를 0.10 m³/min의 유량으로 수송하려 할 때 펌프에 필요한 동력(W)은? (단, 펌프의 효율은 100%로 가정한다.)

① 76 ② 91

③ 10900 ④ 9100

[해설]

✔ 유량

✔ 비중

✔ 레이놀즈수

✔ 관마찰계수

✔ 마찰손실(달시-웨버의 식 : 층류)

✔ 전동력

답 ②

 

36. 유속 6m/s로 정상류의 물이 화살표 방향으로 흐르는 배관에 압력계와 피토계가 설치되어있다. 이때 압력계의 계기압력이 300 kPa이었다면 피토계의 계기압력은 약 몇 kPa인가?

① 180 ② 280

③ 318 ④ 336

[해설]

✔ 속도수두

✔ 피토계 계기압력

답 ③

 

37. 유체의 압축률에 관한 설명으로 올바른 것은?

① 압축률 = 밀도 × 체적탄성계수

② 압축률 = 1/체적탄성계수

③ 압축률 = 밀도/체적탄성계수

④ 압축률 = 체적탄성계수/밀도

[해설]

✔ 압축률은 체적탄성계수의 역수이다.

답 ②

 

38. 질량이 5㎏인 공기(이상기체)가 온도 333K로 일정하게 유지되면서 체적이 10배가 되었다. 이 계(system)가 한 일(kJ)은? (단, 공기의 기체상수는 287J/kg·K이다.)

① 220 ② 478

③ 1100 ④ 4779

[해설]

✔ 등온과정 일 공식

답 ③

 

39. 무한한 두 평판 사이에 유체가 채워져 있고 한 평판은 정지해 있고 또 다른 평판은 일정한 속도로 움직이는 Couette 유동을 하고 있다. 유체 A만 채워져 있을 때 평판을 움직이기 위한 단위면적당 힘을 τ1이라 하고 같은 평판 사이에 점성이 다른 유체 B만 채워져 있을 때 필요한 힘을 τ2라 하면 유체 A와 B가 반반씩 위아래로 채워져 있을 때 평판을 같은 속도로 움직이기 위한 단위면적당 힘에 대한 표현으로 옳은 것은?

[해설]

✔ 단위면적당 힘

답 ③

 

40. 2m 깊이로 물이 차있는 물 탱크 바닥에 한 변이 20cm인 정사각형 모양의 관측창이 설치되어 있다. 관측창이 물로 인하여 받는 순 힘(net force)은 몇 N인가? (단, 관측창 밖의 압력은 대기압이다.)

① 784 ② 392

③ 196 ④ 98

[해설]

✔ 관측창에서 받는 힘

답 ①

 

2021년 5월 실시한 소방설비기사(기계분야) 필기 기출문제(1과목~4과목)는 하단 첨부파일 참고

소방설비기사(기계분야) 필기_20210515.hwp

0.13MB

 

※ 2021년 05월 소방설비기사(기계분야) 필기 기출문제(해설포함) 3과목은 하단 링크 클릭~

https://allsobang.tistory.com/210

2021년 05월 소방설비기사(기계분야) 필기 기출문제(해설포함) 3과목