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Engineer Fire Protection System - Mechanical (소방설비기사 기계분야) study materials
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Engineer Fire Protection System - Mechanical (소방설비기사 기계분야) practice questions

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Question 1소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

연소가 지속되기 위해 동시에 존재해야 하는 연소의 3요소로 옳은 것은?

  1. 가연물, 산소공급원, 점화원 Correct answer.
  2. 가연물, 질소, 점화원
  3. 가연물, 산소공급원, 물
  4. 산소공급원, 점화원, 이산화탄소

Explanation

연소가 계속되려면 연소할 수 있는 가연물과 산소를 공급하는 산소공급원, 그리고 착화에 필요한 에너지를 주는 점화원이 동시에 존재해야 한다. 이 세 가지를 연소의 3요소라 하며, 어느 하나를 제거하면 연소는 유지되지 못한다. 제거·질식·냉각 소화는 모두 이 3요소 가운데 하나를 없애는 원리이다.

Question 2소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

열전달 방식 중 매질이 없어도 진공 상태에서 전달되며, 화재 시 떨어진 가연물을 착화시키는 주된 경로는?

  1. 복사 Correct answer.
  2. 대류
  3. 유도
  4. 전도

Explanation

복사는 열이 매질 없이 전자기파 형태로 직접 전달되는 방식으로 진공에서도 전달된다. 화재 현장에서 멀리 떨어진 가연물을 착화시키는 주된 열전달 경로이며, 복사열은 거리의 제곱에 반비례하여 감소한다. 전도는 고체 내부에서, 대류는 유체의 이동에 의해 열이 전달되는 방식이다.

Question 3소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

화재 시 불완전연소로 생성되며, 혈액 중 헤모글로빈과 결합하여 산소 운반 능력을 저하시키는 대표적인 독성 가스는?

  1. 염화수소
  2. 이산화탄소
  3. 시안화수소
  4. 일산화탄소 Correct answer.

Explanation

일산화탄소는 혈액 중 헤모글로빈과 산소보다 훨씬 강하게 결합하여 조직으로의 산소 운반을 방해한다. 무색·무취여서 감지가 어렵고, 산소가 부족한 불완전연소 조건에서 다량 발생한다. 따라서 화재 현장에서는 인명 피해의 주요 원인이 된다.

Question 4소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

액체 가연물의 표면 위에 점화원에 의해 순간적으로 불꽃이 일어나는 최저 온도를 의미하는 것은?

  1. 비등점
  2. 연소점
  3. 발화점
  4. 인화점 Correct answer.

Explanation

인화점은 액체 표면 위에 인화에 필요한 농도의 증기가 형성되는 최저 온도로, 액체 위험물의 화재 위험성을 나타내는 대표 지표이다. 인화점이 낮을수록 위험성이 크며, 인화점 이하에서는 점화해도 연소가 지속되지 않는다. 발화점은 외부 점화원 없이 스스로 착화하는 온도이므로 인화점보다 훨씬 높다.

Question 5소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

할로겐화합물 소화약제가 연소의 연쇄반응을 유지하는 활성 라디칼을 포착·제거하여 화염을 소멸시키는 소화 방법은?

  1. 제거소화
  2. 냉각소화
  3. 억제소화 Correct answer.
  4. 질식소화

Explanation

억제소화는 연소의 연쇄반응에서 생성되는 활성 라디칼을 소화약제가 포착·제거하여 화학 반응 자체를 중단시키는 방법이다. 할로겐화합물과 분말 소화약제가 대표적이고, 냉각이나 산소 차단이 아닌 화학적 반응 억제에 의존한다는 점이 구분된다.

Question 6소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연물이 외부 점화원 없이 스스로 발화하는 자연발화의 발생 조건으로 가장 옳은 것은?

  1. 발열량이 방열량보다 커서 열이 축적될 때 Correct answer.
  2. 방열량이 발열량보다 항상 클 때
  3. 통풍이 매우 잘되어 열이 빠르게 방출될 때
  4. 가연물에 수분이 많아 증발열이 클 때

Explanation

자연발화는 물질 내부의 화학적·생물학적 반응열이 방열량보다 많이 발생하여 열이 축적되고, 온도가 발화점 이상으로 상승할 때 일어난다. 통풍이 좋거나 수분 증발로 열이 빠져나가면 오히려 발화가 억제된다. 퇴적된 석탄, 건초, 유지류가 묻은 헝겊 등이 대표적인 자연발화 물질이다.

Question 7소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

밀폐된 실내에서 산소 부족으로 불완전연소가 진행되던 중 문이 열려 공기가 유입되면서, 축적된 미연소 가스가 급격히 착화하여 폭발적으로 연소하는 현상은?

  1. 백드래프트 Correct answer.
  2. 롤오버
  3. 블레비
  4. 플래시오버

Explanation

백드래프트는 산소가 부족한 밀폐 화재에서 축적된 가연성 미연소 가스가 개구부 개방으로 공기가 유입되며 착화하는 폭발적 연소 현상이다. 개구부를 열기 전에 짙은 연기가 왕성하게 분출되고 그을음이 검게 나타나는 것이 징후이다. 플래시오버는 실내 전체 가연물이 일시에 착화하는 현상으로 구분된다.

Question 8소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 분진이 공기 중에 부유하여 폭발할 위험이 커지는 조건으로 가장 옳은 것은?

  1. 분진이 바닥에 두껍게 퇴적되어 공기와 접촉 면적이 줄어들 때
  2. 분진 입자가 굵고 입도 분포가 균일하게 유지될 때
  3. 습도가 높아 분진이 서로 응집되어 큰 덩어리를 이룰 때
  4. 분진 입자가 미세하고 농도가 폭발범위 내에 있을 때 Correct answer.

Explanation

분진폭발은 고체 입자가 미세할수록 비표면적이 커져 산화 반응 속도가 빨라지고 최소착화에너지가 낮아지므로 위험성이 커진다. 또한 분진운이 형성되어 공기 중 농도가 폭발범위 내에 있고 착화원이 존재할 때 폭발한다. 퇴적 분진은 1차 폭발의 압력으로 비산하면서 2차 폭발을 유발할 수 있다.

Question 9소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

공기보다 무거운 가연성 증기가 누출되었을 때의 거동과 대응으로 가장 옳은 것은?

  1. 공기와 즉시 균일하게 혼합되어 층을 형성하지 않으므로 환기가 불필요하다
  2. 증기비중이 1보다 작아 항상 상승하므로 상부 배기만으로 충분하다
  3. 위쪽으로 확산되므로 천장 부근을 중점적으로 환기한다
  4. 낮은 곳과 밀폐된 지하 공간에 체류하므로 하부를 환기하고 점화원을 차단한다 Correct answer.

Explanation

증기비중이 1보다 큰 가연성 증기는 공기보다 무거워 낮은 곳과 맨홀, 피트, 지하실 등에 체류한다. 따라서 하부 환기와 점화원 제거, 가스 검지를 우선해야 하며 위쪽만 환기하면 위험하다. 프로판(약 1.5), 부탄(약 2.0) 등이 대표적인 예이다.

Question 10소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

물과 접촉하면 아세틸렌 가스를 발생시켜 폭발성 혼합기를 만들 수 있으므로 물을 사용한 소화가 금지되는 물질은?

  1. 황산나트륨
  2. 탄화칼슘 Correct answer.
  3. 탄산칼슘
  4. 염화나트륨

Explanation

탄화칼슘은 물과 반응하여 아세틸렌과 수산화칼슘을 생성한다. 발생한 아세틸렌은 폭발범위가 매우 넓고 최소착화에너지가 낮아 정전기 수준의 작은 에너지로도 착화할 수 있다. 따라서 물을 사용한 소화는 금지되고 건조사나 팽창질석 등으로 질식 소화해야 한다.

Question 11소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

고체 가연물이 액체 상태를 거치지 않고 고체 표면에서 산소와 직접 반응하여 빛과 열을 내는 연소 형태는?

  1. 증발연소
  2. 표면연소 Correct answer.
  3. 분해연소
  4. 액적연소

Explanation

표면연소는 목탄이나 코크스처럼 휘발성분이 적은 고체가 용융이나 분해 없이 고체 표면에서 산소와 반응하는 형태이다. 목재처럼 열분해로 가연성 가스를 발생시키는 것은 분해연소, 액체가 증기를 내어 타는 것은 증발연소로 구분한다.

Question 12소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

휘발유나 등유와 같은 인화성 액체의 표면에서 발생하는 화재를 분류한 것으로 옳은 것은?

  1. B급 화재 Correct answer.
  2. D급 화재
  3. A급 화재
  4. C급 화재

Explanation

B급 화재는 휘발유·등유·경유처럼 인화성 또는 가연성 액체가 연소하는 화재이다. A급은 목재·종이 등 일반 고체, C급은 전기설비, D급은 마그네슘 등 금속 가연물에 해당한다.

Question 13소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

화재실에 이산화탄소를 방출하여 산소 농도를 연소 유지에 필요한 농도 아래로 낮추는 소화 방법은?

  1. 질식소화 Correct answer.
  2. 냉각소화
  3. 유화소화
  4. 억제소화

Explanation

질식소화는 산소 공급을 차단하거나 산소 농도를 연소하한 이하로 낮추어 연소를 정지시키는 방법이다. 이산화탄소는 공기보다 무거워 하부에 체류하면서 산소를 희석하는 질식 효과를 낸다.

Question 14소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

실내의 가연물이 열복사에 의해 거의 동시에 착화되어 화염이 실내 전체로 확대되는 현상은?

  1. 재점화
  2. 롤오버
  3. 플래시오버 Correct answer.
  4. 백드래프트

Explanation

플래시오버는 화재실 온도가 수백 도로 상승하면서 열복사가 커져 가연물이 일제히 착화되는 전이 현상이다. 백드래프트는 산소가 제한된 상태에서 미연소 가스가 축적된 뒤 공기 유입으로 폭발적으로 연소하는 현상이므로 구분한다.

Question 15소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 가스의 폭발하한계가 낮을수록 화재·폭발 위험이 커지는 이유로 가장 옳은 것은?

  1. 가스 비중이 공기보다 항상 가벼워 상부에 체류하기 때문이다
  2. 연소 생성물이 산소를 방출해 연소를 촉진하기 때문이다
  3. 가스의 발화점이 상온보다 반드시 높아지기 때문이다
  4. 소량 누출로도 폭발범위 혼합기가 쉽게 형성된다 Correct answer.

Explanation

폭발하한계는 공기 중 가연성 가스 농도가 이 값 이상일 때 점화원에 의해 폭발할 수 있는 최저 농도이다. 하한계가 낮으면 아주 적은 누출에도 폭발범위에 들어가므로 안전상 위험이 커진다.

Question 16소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 혼합기를 점화시키는 데 필요한 최소 전기적 에너지를 나타내는 용어는?

  1. 최소점화에너지 Correct answer.
  2. 연소하한계
  3. 발화점
  4. 인화점

Explanation

최소점화에너지는 가연성 가스·증기·분진 혼합기가 전기 스파크 등에 의해 점화되는 최소 에너지로, 값이 작을수록 정전기 같은 약한 점화원에도 위험하다. 발화점은 외부 점화원 없이 스스로 발화하는 온도이고, 인화점은 액체 표면에 불꽃이 일어나는 최저 온도이다.

Question 17소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

물보다 비중이 작은 인화성 액체가 연소 중일 때 물을 직접 분사했을 때 나타날 수 있는 위험은?

  1. 연료가 물 위로 떠올라 화재가 확대된다 Correct answer.
  2. 물이 산소를 발생시켜 화염이 커진다
  3. 액체가 냉각되어 연소가 즉시 멈춘다
  4. 액체가 고화되어 증기 발생이 줄어든다

Explanation

휘발유처럼 물보다 비중이 작은 액체는 물과 섞이지 않고 물 위에 뜨므로 직접 분사하면 연료가 넘쳐 흐르며 화재 면적이 넓어진다. 이런 액체 화재에는 포나 분말 등 표면을 덮는 소화약제를 사용한다.

Question 18소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

훈소(훈연) 연소의 특징으로 가장 옳은 것은?

  1. 불꽃 없이 고체 내부에서 낮은 온도로 서서히 진행된다 Correct answer.
  2. 항상 밝은 불꽃을 동반하고 고온에서 빠르게 진행된다
  3. 산소가 충분할수록 불꽃이 커지며 연소가 촉진된다
  4. 액체 표면에서 증기가 생성되어 확산연소한다

Explanation

훈소는 불꽃을 동반하지 않고 고체 내부에 열이 축적되며 낮은 온도에서 서서히 진행되는 연소로, 다공성 물질이나 먼지층에서 발생하기 쉽다. 겉으로 드러난 불꽃이 없어도 내부에 열이 축적되어 재점화나 화재 확대의 원인이 된다.

Question 19소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

산소지수(LOI)가 21%보다 큰 고분자 재료의 공기 중 연소 특성으로 가장 옳은 것은?

  1. 공기 중에서 연소를 지속하기 어렵다 Correct answer.
  2. 공기 중에서 항상 폭발적으로 연소한다
  3. 산소 농도와 무관하게 연소 속도가 일정하다
  4. 불활성 가스를 넣으면 연소가 더 쉽다

Explanation

산소지수는 연소를 지속하는 데 필요한 최소 산소 농도로, 값이 클수록 산소가 많이 필요하므로 공기 중에서 타기 어렵다. LOI가 21%보다 크면 상온 공기 조성에서 연소 지속이 어려워 난연성 평가에 활용된다.

Question 20소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 가스와 공기의 혼합기에 질소와 같은 불활성 가스를 첨가할 때 폭발범위의 변화로 가장 옳은 것은?

  1. 폭발범위가 좁아지고 임계 농도 이상에서는 폭발하지 않는다 Correct answer.
  2. 불활성 가스는 연소 반응에 관여하지 않으므로 폭발범위가 그대로 유지된다
  3. 폭발하한계만 낮아지고 상한계는 전혀 변하지 않는다
  4. 폭발하한계와 상한계가 모두 바깥쪽으로 넓어져 위험 범위가 커진다

Explanation

불활성 가스는 혼합기 중 산소 농도를 낮추고 열용량이 큰 기체가 연소열을 흡수하여 폭발 가능 범위를 축소한다. 불활성 가스 농도가 임계값을 넘으면 가연성 가스 농도와 관계없이 폭발하지 않는 영역에 들어간다.

Question 21소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

액체 가연물이 표면에서 증발한 증기가 공기와 혼합된 뒤 점화되어 연소하는 형태로, 휘발유나 알코올에서 주로 나타나는 연소 형태는?

  1. 분해연소
  2. 자기연소
  3. 표면연소
  4. 증발연소 Correct answer.

Explanation

액체 가연물은 표면에서 증발한 증기가 공기 중 산소와 혼합되어 기상에서 연소한다. 따라서 액체 자체가 직접 타는 것이 아니라 증발 속도와 증기압이 연소 위험을 크게 좌우한다.

Question 22소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

산불이 번지는 것을 막기 위해 화재 전면의 수목과 낙엽을 미리 제거하여 연소 지역을 차단하였다. 이때 적용된 소화 원리는?

  1. 질식소화
  2. 냉각소화
  3. 화학적 억제
  4. 제거소화 Correct answer.

Explanation

가연물 자체를 없애거나 연소 지역과의 접촉을 차단하면 연소가 유지될 수 없다. 수목과 낙엽을 미리 제거해 연소할 가연물을 줄이는 방법은 제거소화에 해당한다.

Question 23소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

분말소화약제를 주성분에 따라 구분할 때, 제3종 분말소화약제에 해당하는 것은?

  1. 탄산수소칼륨과 요소의 혼합물
  2. 인산암모늄 Correct answer.
  3. 탄산수소나트륨
  4. 탄산수소칼륨

Explanation

분말소화약제는 주성분에 따라 제1종부터 제4종까지 구분한다. 제3종은 인산암모늄을 주성분으로 하여 A급·B급·C급 화재에 사용할 수 있다.

Question 24소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

액체 가연물에서 인화점, 연소점, 발화점의 크기를 옳게 비교한 것은?

  1. 발화점 < 인화점 < 연소점
  2. 연소점 < 인화점 < 발화점
  3. 인화점 < 연소점 < 발화점 Correct answer.
  4. 인화점 < 발화점 < 연소점

Explanation

인화점은 점화원에 의해 순간적으로 불꽃이 일어나는 최저 온도이고, 연소점은 점화 후 연소가 지속되는 온도로 인화점보다 높다. 발화점은 외부 점화원 없이 스스로 발화하는 온도로 가장 높다.

Question 25소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

인화성 액체 저장탱크 주변에서 증기가 누출되어 공기와 혼합된 구름을 형성한 뒤, 떨어진 점화원에 의해 지연 점화되면서 폭발하는 현상은?

  1. 블레비(BLEVE)
  2. 백드래프트
  3. 증기운 폭발(UVCE) Correct answer.
  4. 분진폭발

Explanation

누출된 가연성 증기가 공기와 혼합해 넓은 구름을 형성한 뒤 지연 점화되어 폭발하는 현상을 증기운 폭발(UVCE)이라 한다. 점화원이 멀리 있어도 구름 전체가 반응할 수 있어 피해 범위가 넓다.

Question 26소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 혼합물이 연소를 계속 유지하는 데 필요한 산소의 최소 농도를 나타내는 용어는?

  1. 최소점화에너지
  2. 최소산소농도 Correct answer.
  3. 인화점
  4. 폭발하한계

Explanation

최소산소농도(MOC)는 가연성 혼합물이 연소를 지속하는 데 필요한 산소의 최소 체적농도이다. 불활성 가스를 주입해 산소 농도를 MOC 아래로 낮추면 질식소화 효과를 얻을 수 있다.

Question 27소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

같은 가연물이라도 분말이나 얇은 박편 상태일 때 덩어리 상태보다 연소 속도가 빠른 주된 이유는?

  1. 산소와 접촉하는 비표면적이 커지기 때문 Correct answer.
  2. 연소 생성물이 표면에 축적되어 산소 공급을 방해하기 때문
  3. 착화에 필요한 활성화 에너지가 커져 반응 개시가 어려워지기 때문
  4. 열전도도가 커져 내부에서 발생한 열이 빠르게 빠져나가기 때문

Explanation

분말이나 박편은 같은 질량이라도 표면적이 커져 산소와 접촉할 수 있는 면적이 늘어난다. 따라서 열분해 가스의 발생과 산소와의 반응이 빨라져 연소 속도가 증가한다.

Question 28소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

황린은 공기 중에서 자연발화하기 쉬워 물속에 저장한다. 황린의 이러한 성질과 가장 관련 깊은 것은?

  1. 수분과 격렬히 반응하여 아세틸렌 가스를 발생시킨다.
  2. 상온에서 산화열이 축적되어 발화한다. Correct answer.
  3. 산화제와 접촉해야만 발화할 수 있다.
  4. 물에 녹아 산성을 나타내며 가연성 가스를 발생시킨다.

Explanation

황린은 상온에서도 산소와 서서히 산화하며 발생한 열이 축적되면 자연발화할 수 있다. 그래서 공기와의 접촉을 차단하기 위해 물속에 저장한다.

Question 29소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

폭발하한계가 각각 4 vol%와 2 vol%인 가연성 가스 A, B가 체적비 1:1로 혼합되어 있을 때, 르샤틀리에 법칙으로 추정한 혼합가스의 폭발하한계는 약 얼마인가?

  1. 2.7 vol% Correct answer.
  2. 3.0 vol%
  3. 4.0 vol%
  4. 1.3 vol%

Explanation

르샤틀리에 법칙에 따라 혼합가스의 폭발하한계 L은 1/L = Σ(y_i/L_i)로 추정한다. 1/L = 0.5/4 + 0.5/2 = 0.375이므로 L ≈ 2.67 vol%이다.

Question 30소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

액화석유가스(LPG) 저장탱크가 외부 화재에 노출되어 탱크 내부 액체가 과열되고, 탱크 파열과 동시에 과열 액체가 급격히 기화하면서 압력파와 화구를 형성하는 현상은?

  1. 플래시오버
  2. 증기운 폭발(UVCE)
  3. 백드래프트
  4. 블레비(BLEVE) Correct answer.

Explanation

BLEVE는 액화가스 저장탱크가 외부 화재로 가열되어 내부 액체가 과열된 상태에서 탱크가 파열되고, 과열 액체가 급격히 기화하면서 압력파와 화구를 만드는 현상이다. 탱크 파열 전에 냉각과 원격 차단 등으로 과열을 막는 것이 중요하다.

Question 31소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

목재나 종이, 석탄처럼 고체 가연물이 열을 받아 열분해되면서 가연성 가스를 발생시키고, 그 가스가 공기와 혼합되어 연소하는 형태는?

  1. 확산연소
  2. 분해연소 Correct answer.
  3. 예혼합연소
  4. 증발연소

Explanation

고체 가연물이 가열되어 열분해되면 가연성 가스가 발생하고, 이 가스가 공기 중 산소와 반응하면서 불꽃을 내며 연소한다. 이처럼 고체가 열분해 단계를 거쳐 연소하는 형태를 분해연소라고 하며 목재, 종이, 석탄 등에서 대표적으로 나타난다.

Question 32소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

할로겐화합물 소화약제가 연소 반응의 연쇄반응을 차단하여 소화하는 작용에 해당하는 것은?

  1. 제거소화
  2. 질식소화
  3. 냉각소화
  4. 부촉매소화 Correct answer.

Explanation

할로겐화합물 소화약제는 연소 과정에서 생성되는 활성 라디칼과 결합하여 연쇄반응을 억제한다. 이와 같이 화학적으로 연소 반응을 차단하는 소화 원리를 부촉매소화 또는 억제소화라고 한다.

Question 33소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

밀폐된 화재실에서 산소가 부족해 불완전연소가 진행되던 중 창문이나 출입문이 열려 외부 공기가 급격히 유입될 때, 미연소 가스가 한꺼번에 점화되어 폭발적으로 연소하는 현상은?

  1. 롤오버
  2. 플래시오버
  3. 백드래프트 Correct answer.
  4. 보일오버

Explanation

백드래프트는 산소가 부족한 밀폐 공간에서 미연소 가스가 축적된 상태에서 개구부가 열려 외부 공기가 유입될 때 발생한다. 유입된 산소에 의해 축적된 가연성 가스가 급격히 점화되면서 압력파와 함께 폭발적인 연소가 일어난다.

Question 34소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

가연성 분진이 공기 중에 부유할 때 분진폭발 위험성을 높이는 조건으로 가장 옳은 것은?

  1. 분진의 수분 함량이 높아질수록
  2. 분진 입자의 지름이 작아질수록 Correct answer.
  3. 주위의 불활성 가스 농도가 높아질수록
  4. 분진 농도가 폭발하한계보다 낮아질수록

Explanation

분진 입자의 지름이 작아지면 단위 질량당 표면적이 커져 산화 반응과 열분해가 빠르게 진행되며, 공기 중에 오래 부유하여 폭발성 혼합물을 형성하기 쉽다. 따라서 미세한 분진일수록 분진폭발 위험성이 높아진다.

Question 35소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

유류 탱크 화재에서 포소화약제를 사용하는 주된 소화 효과로 가장 옳은 것은?

  1. 유류의 점도를 낮추어 연소 반응 속도를 늦춘다
  2. 유류 표면에 포막을 형성해 산소와 증기를 차단한다 Correct answer.
  3. 연소 중 발생한 활성 라디칼을 직접 제거한다
  4. 유류의 인화점을 높여 저온에서의 증발을 촉진한다

Explanation

포소화약제는 유류 표면에 포막을 형성하여 산소 공급을 차단하고 가연성 증기의 발생을 억제한다. 또한 포에 포함된 물이 주변을 냉각하는 효과도 있어 유류화재 진압에 효과적이다.

Question 36소방원론 (Fire Protection Fundamentals: combustion, fire behavior, extinguishing theory, hazardous materials)

폭발하한계가 2 vol%, 폭발상한계가 10 vol%인 가연성 가스의 폭발위험도 H를 (U−L)/L로 계산한 값은?

  1. 0.25
  2. 5
  3. 4 Correct answer.
  4. 2

Explanation

폭발위험도 H는 (U−L)/L로 계산하며, 여기서 U는 폭발상한계, L은 폭발하한계이다. 주어진 값으로 계산하면 (10−2)/2 = 4가 되며, H가 클수록 폭발범위가 넓어 위험성이 큰 것으로 평가한다.

Question 37소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

물의 밀도가 1000 kg/m³인 개방 수조에서 수면으로부터 깊이 10 m 지점의 게이지 압력은? (중력가속도는 9.8 m/s²로 계산한다)

  1. 98 kPa Correct answer.
  2. 49 kPa
  3. 9.8 kPa
  4. 196 kPa

Explanation

정수압은 깊이에 비례하며 P=ρgh로 계산하므로, 1000 × 9.8 × 10 = 98,000 Pa, 즉 98 kPa이 된다. 수면이 대기압에 노출되어 있으므로 게이지 압력에는 대기압이 포함되지 않고 깊이에 의한 증가분만 들어간다. 깊이가 2배가 되면 압력도 2배가 되는 선형 관계를 확인하면 된다.

Question 38소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

내경 100 mm인 소화배관에 물이 2 m/s의 평균유속으로 흐르다가 내경 50 mm 구간으로 축소된다. 축소된 구간에서의 평균유속은? (물은 비압축성으로 보고 연속방정식을 적용한다)

  1. 8 m/s Correct answer.
  2. 16 m/s
  3. 32 m/s
  4. 4 m/s

Explanation

비압축성 유동에서는 A₁V₁ = A₂V₂가 성립하고, 원관의 단면적은 지름의 제곱에 비례한다. 지름이 1/2이 되면 단면적은 1/4이 되므로 유속은 4배인 8 m/s가 된다. 유량이 일정하므로 관이 좁아질수록 유속이 커진다는 질량보존의 결과다.

Question 39소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

베르누이 방정식에서 V²/2g 항이 의미하는 것은?

  1. 손실수두
  2. 위치수두
  3. 압력수두
  4. 속도수두 Correct answer.

Explanation

베르누이 방정식은 압력수두 P/ρg, 속도수두 V²/2g, 위치수두 z의 합이 일정하다는 에너지 보존식이다. 이 가운데 V²/2g는 단위중량당 운동에너지를 길이 단위로 환산한 항으로 속도수두라 부른다. 각 항은 모두 길이(m) 차원을 가져 서로 더할 수 있다.

Question 40소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

길이와 마찰계수, 유량이 같은 난류 관로에서 관 내경을 2배로 확대하면 마찰손실수두는 약 얼마가 되는가? (Darcy-Weisbach 식을 적용한다)

  1. 1/4
  2. 1/32 Correct answer.
  3. 1/16
  4. 1/8

Explanation

hf = f(L/D)(V²/2g)에서 유량이 같으면 유속은 단면적에 반비례하므로 V²은 지름의 4제곱에 반비례한다. 여기에 분모의 D가 한 번 더 들어가므로 손실수두는 지름의 5제곱에 반비례한다. 따라서 관경이 2배가 되면 1/2⁵ = 1/32로 줄어든다.

Question 41소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

지하 저수조 수면에서 옥상 수조까지의 실양정이 40 m이고, 흡입 및 토출 배관의 마찰손실수두 합계가 8 m, 토출측 속도수두가 1 m이다. 방출압력이 따로 없을 때 펌프의 전양정은?

  1. 49 m Correct answer.
  2. 40 m
  3. 41 m
  4. 48 m

Explanation

펌프의 전양정은 실양정에 흡입·토출 배관의 마찰손실수두, 토출측 속도수두, 방출압력 환산수두를 모두 더한 값이다. 따라서 40 + 8 + 1 = 49 m가 되며, 방출압력이 없으므로 압력수두 항은 0이 된다. 마찰손실과 속도수두를 빠뜨리면 실제 소요 양정을 과소평가하게 된다.

Question 42소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

방수압력이 0.5 MPa인 노즐에서 손실을 무시할 때 물이 방출되는 이론 속도는? (물의 밀도 1000 kg/m³, 중력가속도 9.8 m/s²)

  1. 31.6 m/s Correct answer.
  2. 22.1 m/s
  3. 10.0 m/s
  4. 44.7 m/s

Explanation

노즐 방출속도는 V = √(2gH)로 구하며, 압력수두는 H = P/ρg = 500,000/(1000×9.8) ≈ 51.0 m이다. 이를 대입하면 V = √(2×9.8×51.0) ≈ 31.6 m/s가 된다. 압력을 반드시 수두로 환산한 뒤 속도식을 적용해야 한다.

Question 43소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

내경 50 mm인 소화배관에 유속 2 m/s로 물이 흐를 때 레이놀즈수는? (물의 동점성계수는 1.0×10⁻⁶ m²/s로 한다)

  1. 1.0×10⁴
  2. 1.0×10⁵ Correct answer.
  3. 1.0×10³
  4. 1.0×10⁶

Explanation

레이놀즈수는 Re = VD/ν로 정의되며, 2 × 0.05 / (1.0×10⁻⁶) = 1.0×10⁵이 된다. 이 값은 임계레이놀즈수인 약 2,300보다 훨씬 크므로 관 내 유동은 난류 영역에 해당한다. 지름을 mm 단위 그대로 대입하면 결과가 1000배 달라지므로 반드시 m로 환산해야 한다.

Question 44소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

K계수가 80인 스프링클러 헤드에 0.1 MPa의 방수압력을 가하면 방수량이 80 L/min이다. 방수압력을 0.4 MPa로 높이면 방수량은? (Q = K√P 적용)

  1. 80 L/min
  2. 320 L/min
  3. 160 L/min Correct answer.
  4. 240 L/min

Explanation

스프링클러 헤드의 방수량은 Q = K√P로 압력의 제곱근에 비례한다. 압력이 4배가 되면 방수량은 √4 = 2배가 되어 160 L/min이 된다. 압력과 방수량이 정비례한다고 보면 320 L/min으로 과대평가하게 된다.

Question 45소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

내경 100 mm, 길이 30 m인 관 A와 내경 50 mm, 길이 20 m인 관 B가 직렬로 연결되어 있다. 두 관의 마찰계수가 모두 0.02이고 유량이 0.01 m³/s일 때, 두 관의 마찰손실수두 합은? (중력가속도 9.8 m/s², 부속류 손실은 무시한다)

  1. 16.7 m
  2. 11.1 m Correct answer.
  3. 5.6 m
  4. 8.3 m

Explanation

직렬 관로에서는 유량이 같으므로 각 관의 유속을 따로 구해 손실을 합산한다. 관 A는 V≈1.27 m/s로 hf≈0.50 m, 관 B는 단면적이 1/4이라 V≈5.09 m/s로 hf≈10.59 m가 된다. 합계는 약 11.1 m이며, 관경이 작은 쪽의 손실이 대부분을 차지한다.

Question 46소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

수면이 대기압에 노출된 개방 수조에서 펌프 흡입구가 수면 위 3 m에 설치되어 있고, 흡입관 마찰손실수두가 1.5 m이다. 대기압 101.3 kPa, 물의 포화증기압 2.3 kPa일 때 가용 유효흡입수두(NPSH_av)는? (물의 밀도 1000 kg/m³, 중력가속도 9.8 m/s²)

  1. 5.6 m Correct answer.
  2. 7.1 m
  3. 10.1 m
  4. 4.6 m

Explanation

가용 유효흡입수두는 (Pa − Pv)/ρg에서 흡입양정과 흡입관 손실수두를 뺀 값이다. (101.3 − 2.3) kPa을 수두로 바꾸면 약 10.1 m이고, 여기서 3 m와 1.5 m를 차례로 빼면 5.6 m가 된다. 이 값이 펌프가 요구하는 NPSH보다 커야 공동현상이 발생하지 않는다.

Question 47소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

대기압이 101.3 kPa인 장소에서 소화배관 압력계가 게이지압 250 kPa을 가리킨다. 이 배관 내 물의 절대압력은 약 얼마인가?

  1. 351.3 kPa Correct answer.
  2. 250.0 kPa
  3. 148.7 kPa
  4. 101.3 kPa

Explanation

절대압력은 게이지압력과 대기압의 합으로 정의된다. 따라서 250 kPa + 101.3 kPa = 351.3 kPa이다. 소방배관 설계에서 포화증기압과 비교할 때는 절대압력을 사용한다.

Question 48소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

같은 원심펌프에서 임펠러 직경을 고정하고 회전수를 1200 rpm에서 1800 rpm으로 높였다. 상사법칙을 적용할 때 유량은 처음의 약 몇 배가 되는가?

  1. 0.67배
  2. 1.50배 Correct answer.
  3. 2.25배
  4. 1.25배

Explanation

원심펌프의 상사법칙에서 유량은 회전수에 정비례한다. 1800/1200 = 1.5이므로 유량은 1.5배가 된다. 양정은 회전수의 제곱에 비례하므로 이 문제의 유량과 구분해야 한다.

Question 49소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

내경 80 mm인 소화배관에 물이 평균유속 3 m/s로 흐른다. 물의 밀도를 1000 kg/m³로 볼 때 질량유량은 약 얼마인가?

  1. 15.08 kg/s Correct answer.
  2. 7.54 kg/s
  3. 1.51 kg/s
  4. 30.16 kg/s

Explanation

질량유량은 밀도×단면적×평균유속이다. 단면적은 π(0.08)²/4≈5.03×10⁻³ m²이므로 1000×5.03×10⁻³×3≈15.1 kg/s이다. 체적유량으로 계산한 뒤 밀도를 곱해도 같은 결과를 얻는다.

Question 50소방유체역학 (Fire Protection Fluid Mechanics: hydrostatics, Bernoulli, pipe friction, pump and nozzle hydraulics)

소화노즐에서 물이 0.02 m³/s의 유량으로 20 m/s의 속도로 대기 중에 분출된다. 물의 밀도를 1000 kg/m³로 할 때 분출제트의 운동량 변화만 고려한 노즐 반력은?

  1. 400 N Correct answer.
  2. 800 N
  3. 200 N
  4. 100 N

Explanation

분출유체의 운동량 변화율로 반력을 구하면 R=ρQv이다. 1000×0.02×20=400 N이다. 반력은 유량과 분출속도에 각각 비례한다.