1級管工事施工管理技士の過去問
平成29年度(2017年)
問題A 問39

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問題

1級 管工事施工管理技術検定試験 平成29年度(2017年) 学科試験 問題A 問39 (訂正依頼・報告はこちら)

遠心ポンプに関する記述のうち、適当でないものはどれか。
  • ポンプの揚程は、羽根車の回転速度の2乗に比例して変化する。
  • 同一配管系で、同じ特性のポンプを2台並列運転して得られる吐出し量は、それぞれのポンプを単独運転した場合の吐出し量の和より小さくなる。
  • ポンプの吸込み側が正圧の場合、吸込み口径と吐出し口径が同じときの全揚程は、吐出し側圧力計の読みと吸込み側圧力計の読みの差となる。
  • ポンプ及び配管系に外部から強制的な力が与えられていないにもかかわらず、管路の流量と圧力が周期的に変動する現象をキャビテーションという。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解 4

1 ポンプの揚程は、羽根車の回転速度の2乗に比例して変化し、軸動力は回転速度の3乗に比例し、流量と回転速度は比例します。


2 上記の通りになります。

3 吐出し側圧力計の読みー吸込み側圧力計の読み
  =全揚程

4 ポンプ及び配管系に外部から強制的な力が与えられていないにもかかわらず、管路の流量と圧力が周期的に変動する現象をサージングといいます。

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02

遠心ポンプに関する問題です。

遠心ポンプは「ターボ型」の種類に分類され、「渦巻ポンプ」と「デフューザポンプ」があります。

文字通り羽根車の遠心力にて水にエネルギーを与え高い圧力に変換させます。

選択肢1. ポンプの揚程は、羽根車の回転速度の2乗に比例して変化する。

適当です。

本文のとおり、ポンプの揚程は羽根車の回転速度の2乗に比例して変化します。

この設問は頻出です。

選択肢2. 同一配管系で、同じ特性のポンプを2台並列運転して得られる吐出し量は、それぞれのポンプを単独運転した場合の吐出し量の和より小さくなる。

適当です。

「同一配管系」で、同じ特性のポンプを「2台並列運転」させた場合に得られる吐出し量は、

それぞれのポンプを単独運転した場合の吐出し量の和より「小さく」なります。

選択肢3. ポンプの吸込み側が正圧の場合、吸込み口径と吐出し口径が同じときの全揚程は、吐出し側圧力計の読みと吸込み側圧力計の読みの差となる。

適当です。

ポンプの吸込み側が「正圧」の場合、吸込み口径と吐出し口径が同じときの「全揚程」は、

吐出し側圧力計の読みと吸込み側圧力計の読みの「差」となります。

選択肢4. ポンプ及び配管系に外部から強制的な力が与えられていないにもかかわらず、管路の流量と圧力が周期的に変動する現象をキャビテーションという。

適当ではありません。

本文にある、ポンプ及び配管系に外部から強制的な力が与えられていないにもかかわらず、管路の流量と圧力が周期的に変動する現象は「サージング」です。

「キャビテーション」は内部液体中に泡が発生したりその泡が消失したりする物理現象をさします。

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03

遠心ポンプに関する問題です。

選択肢1. ポンプの揚程は、羽根車の回転速度の2乗に比例して変化する。

問題文通りです

 

ポンプの特性変化として、回転速度変化に対する特性変化が表されます。

回転速度と吐出量、観点速度と全揚程、回転速度と軸動力などの変化があり、全揚程と観点速度の関係は次のようになります。

 

H1/H2 = (n1/n2)2

H1,H2は、回転速度変化前と後の全揚程、n1,n2は回転速度の変化前と変化後を表します。

選択肢2. 同一配管系で、同じ特性のポンプを2台並列運転して得られる吐出し量は、それぞれのポンプを単独運転した場合の吐出し量の和より小さくなる。

問題文通りです

 

下図は、ポンプ並列運転時の、揚程と吐出量のグラフに、揚程曲線とポンプ抵抗曲線を当てはめた図です。

H1、H2はポンプ1と2の揚程曲線、H3はポンプ2台の並列運転時の揚程曲線です。

Q1、Q2はポンプ単独で運転したときの吐出量、Q1-1、Q2-1はポンプ並列運転時の吐出量です。

Rはポンプに掛かる抵抗曲線です。

ポンプ並列運転時の揚程H3と、抵抗曲線の交点が、並列運転時の揚程と、吐出量になります。

このときの揚程から、Q1-1、Q2-1が分かり、問題文通りの結果となります。

選択肢3. ポンプの吸込み側が正圧の場合、吸込み口径と吐出し口径が同じときの全揚程は、吐出し側圧力計の読みと吸込み側圧力計の読みの差となる。

問題文通りです

 

全揚程=吸込み実揚程+吐出し実揚程です。

吸込み実揚程は、吸込み口からポンプ中心までの揚程、吐出し実揚程は、ポンプ中心から吐出口までの揚程です。

したがって、全揚程は、吐出側の圧力計指示値と、吸込み口圧力計指示値との差になります。

選択肢4. ポンプ及び配管系に外部から強制的な力が与えられていないにもかかわらず、管路の流量と圧力が周期的に変動する現象をキャビテーションという。

管路の流量と圧力が周期的に変動する現象はキャビテーションではなく、サージングです

 

ポンプや送水配管などに外力が加わらないのに、ポンプ吐出量と圧力が周期的に変動する現象は、サージングです。

サージングが起こると、ポン腕口や入口のb圧力計が大きな振幅で振れ、周期的に振動や騒音が起こります。

 

ポンプ流速の急変や渦が起こるときには、流体が飽和蒸気圧以下になって液体が蒸発気化する状態が、局部的に生じ空洞が生じます。

この空洞が流体に伴って移動し、高圧部に異動したときに、空洞が急激に壊滅して非常に大きな衝撃力が起こります。これが、キャビテーションです。

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