화공기사 2018년 2회 기출 풀이(*41번,*42번,43번,44번,45번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 41번, 43번, 44번

41. 복사에 의한 열전달 식은 으로 표현된다고 한다. 정상상태에서 일 때 이 식을 선형화 시키면?

(단, k, c, A 는 상수 이다.)

①  

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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42. PI제어기는 Bode diagram 상에서 어떤 특징을 갖는가?

(단, 는 PI제어기의 적분시간을 나타낸다.)

 ① 가 1일 때 위상각이 -45º

 ② 위상각이 언제나 0

 ③ 위상 앞섬(phase lead)

 ④ 진폭비가 언제나 1보다 작음

정답 : 1번

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특별히 bode diagram을 그릴 필요는 없다..

PI 제어기의 전달함수는

이다.

이렇게 진폭비와 위상각을 구해놓고 보기를 보자.

가 1이면 위상각이 -45도 맞다.

위상각은 값에 따라 변하는 것도 알 수 있고.

진폭비가 언제나 1보다 작지 않다는 것도 알 수 있다.

위상 앞섬에 대해서는 사실 잘 모르겠는데..

확실한 건, 적분동작은 위상지연, 미분동작은 위상앞섬의 효과가 있다.

혹시 보기에 '위상지연'이라고 나오면 맞는 보기일까?싶다..

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43. 다음 중 공정제어의 목적과 가장 거리가 먼 것은?

 ① 반응기의 온도를 최대 제한값 가까이에서 운전함으로 반응속도를 올려 수익을 높인다.

 ② 평형반응에서 최대의 수율이 되도록 반응온도를 조절한다.

 ③ 안전을 고려하여 일정 압력이상이 되지 않도록 반응속도를 조절한다.

 ④ 외부 시장 환경을 고려하여 이윤이 최대가 되도록 생산량을 조정한다.

정답 : 4번

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외부시장과는 관련이 없겠지?

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44. 센서는 선형이 되도록 설계되는 것에 반하여, 제어밸브는 quick opening 혹은 equal percentage 등으로 비선형 형태로 제작되기도 한다. 다음 중 그 이유로 가장 타당한 것은?

 ① 높은 압력에 견딜도록 하는 구조가 되기 때문

 ② 공정 흐름과 결합하여 선형성이 좋아지기 때문

 ③ stainless steal 등 부식에 강한 재료로 만들기가 쉽기 때문

 ④ 충격파를 방지하기 위하여

정답 : 2번

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quick opening 이든 equal percentage 든 선형이 아니지만 

정답대로 결국 선형화하기 위함이다.

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45. 안정한 2차계에 대한 공정응답 특성으로 옳은 것은?

 ① 사인파 입력에 대한 시간이 충분히 지난 후의 공정응답은 같은 주기의 사인파가 된다.

 ② 두 개의 1차계 공정이 직렬로 이루어진 2차계의 경우 큰 계단 입력에 대해 진동응답을 보인다.

 ③ 공정 이득이 클수록 진동주기가 짧아진다.

 ④ 진동응답이 발생할 때의 진동주기는 감쇠계수 ζ 에만 영향 받는다.

정답 : 1번

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2번 : 두 개의 1차계 공정이 직렬로 이루어진 2차계는 특성방정식의 근이 허수부가 없기 때문에

진동응답이 아니다.

3번,4번 : 진동주기는 시정수와 감쇠계수의 함수이다. 

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