개념 한 쪽
송풍기와 압축기는 기체에 에너지를 부여해 압력을 상승시키는 장치로, 압력 상승의 정도에 따라 구분한다. 장치별 작동 원리와 구조가 운전특성과 적용범위를 결정하므로 형식별 특성 이해가 중요하다고 한다.
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출제기준 단원 「송풍기 및 압축기의 종류 및특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 형식별 특징 비교 | 1 | 터보형/용적형의 속도·압력 특성 대조로 옳지 않은 설명 찾기 |
| 송풍기 형식 판단 | 1 | 관류형(후향깃) 또는 시로코 팬의 풍량·압력 특성 판별 |
| 진공펌프 특성 비교 | 1 | 진공펌프의 저밀도·압력비 특성에 따른 올바른 설명 고르기 |
송풍기와 압축기는 모두 기체를 이동시키면서 압력을 높이는 장치지만, 취급하는 압력 범위와 운전 특성이 다르다. 일반적으로 압력 상승이 약한 쪽을 송풍기(또는 팬/블로워)로 보며, 1.0kgf/cm² 이상과 같이 높은 압력 상승을 다루는 장치를 압축기라 분류한다.
형식별로 운전 특성과 구조적 특징이 달라진다. 터보형 압축기는 회전하는 임펠러의 원심력으로 정압을 얻는 방식으로 고속 운전에 적합하고 맥동이 적으며 소형 경량화가 용이한 특징을 가진다. 이와 달리 용적형은 피스톤 등으로 체적을 줄여 압축하므로 상대적으로 저속에서 고압을 얻기 쉬운 특성이 있다.
관류형 송풍기는 덕트에 연결해 공기를 이송하는 용도로 사용하며, 날개 깃이 회전 방향과 반대인 후향깃 구조를 가져 정압과 효율 측면에서 유리하다. 시로코 팬은 원심계열의 한 종류로 풍량이 많고 압력이 낮은 특성을 가지며 회전차 깃이 회전 방향으로 경사져 있는 구조를 보인다.
진공펌프는 대기압 이하의 저압에서 기체를 흡입하여 대기압까지 송출하는 장치로 분류상 압축기의 일종으로 볼 수 있으나, 흡입압력이 매우 낮아 기체 밀도가 작고 압력비가 크다는 점에서 일반 압축기와 다른 설계·운전상의 고려가 필요하다. 루츠형 진공 펌프는 건식 구조로 오일 불필요, 고속 운전 가능 등의 장점이 있으나 고압 동작 시 역류와 팽창으로 동력 소요가 급증하는 단점이 있다.
문제 유형은 형식별 특징 대조나 분류 기준 수치 판단이 자주 출제된다. 예컨대 터보형과 용적형을 비교하는 문제에서는 '터보형=고속·대량', '용적형=저속·고압'이라는 키워드로 빠르게 정답을 선별할 수 있다. 관류형 송풍기 관련 문제에서는 날개 깃의 후향·전향 구분으로 옳고 그름을 판단하며, 시로코 팬은 '고풍량·저압' 계열임을 근거로 오답을 제거해야 한다.
진공펌프 관련 문항은 진공 특유의 저밀도·고압비 특성을 묻는 패턴이 많다. 루츠 펌프의 경우 건식·고속·넓은 작동범위 장점과 고압에서의 동력 급증이라는 약점을 함께 기억하면 정답 선택이 수월하다.
다음 중 디젤기관의 연소과정과 운전특성에 영향을 주는 요소로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 디젤기관의 연소와 운전 특성은 연료의 분사량(공기과잉률 결정), 분사시기(연소 시기 결정), 배기가스 재순환율(충전량 및 온도 조절)에 의해 큰 영향을 받는다. 연소실의 종류는 분무 형태나 기관의 설계적 특성에 해당되며 직접적인 운전 제어 요소라기보다는 설계 인자에 가깝지만, 다른 보기들이 직접적인 성능 및 연소 영향 인자이므로 거리가 먼 것으로 지목되기도 한다.
연소 및 운전 특성은 분사량·시기·EGR 등 제어 변수에 의해 결정되며, 연소실 종류는 설계 고정 인자라 직접적 운전 영향이 가장 적다.
관류형 송풍기에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ② · 관류형 송풍기에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 관류형 송풍기는 깃 길이가 길고 폭이 좁은 날개로 15~75mmAq 정도의 낮은 정압을 발생시키며, 덕트 안에 직접 설치해 기류를 축방향으로 이송하는 구조이다.
관류형 송풍기는 날개 깃이 회전 방향과 반대인 후향깃 구조를 가지며, 전향깃은 다른 형식의 특징이므로 ②가 틀린 설명이다.
진공펌프는 기체를 대기압 이하의 저압에서 대기압까지 압축하는 압축기의 일종이다. 다음 중 일반 압축기과 다른 점을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 진공펌프와 일반 압축기의 차이점 중 옳지 않은 설명을 고르는 문제이다. 진공펌프는 흡입압력이 대기압 이하로 매우 낮아 압력비가 상당히 커지므로 격간용적과 기체 누설을 최소화해야 하고, 외부의 액체나 증기를 빨아들이기 쉬우며, 기체 밀도가 낮아 실린더 체적이 축동력에 비해 커진다.
진공펌프는 흡입압력이 매우 낮아 압력비가 크고 밀도가 낮으므로, 송출과 흡입 압력차가 크지 않아도 유로 저항 손실이 상대적으로 크게 발생한다.
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