1級管工事施工管理技士の過去問
令和3年度(2021年)
問題A 問5

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問題

1級 管工事施工管理技術検定試験 令和3年度(2021年) 学科試験 問題A 問5 (訂正依頼・報告はこちら)

流体が直管路を流れている場合、流速が1/2倍となったときの摩擦による圧力損失の変化の割合として、適当なものはどれか。ただし、圧力損失は、ダルシー・ワイスバッハの式によるものとし、管摩擦係数は一定とする。
  • 1/4倍
  • 1/2倍
  • 2倍
  • 4倍

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この過去問の解説 (2件)

01

流体が管路を流れるときに摩擦により損失が発生し、これにより圧力が低下します。

損失による圧力低下、あるいは圧力損失は

∆p = p1−p2 =λ(l/d)(ρ/2)v2 [Pa]

により与えられます。

λ は管摩擦係数、dは管の内径、lは管の延長、ρは密度、vは管内の平均流速です。

この式でvは二乗になっているので、流速が1/2ということは(1/2)×(1/2)で1/4となります。

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02

摩擦による圧力損失の変化の割合を求める問題です。

様々な条件がありますが、ポイントは「ダルシー・ワイスバッハの式」によるというところです。

流体が管路の「直管部」を流れるとき、「粘性」のために流体摩擦が働き、圧力損失が生じます。この圧力損失は、ダルシー・ワイスバッハの式より、「平均流速」の「2乗」に「比例」します。

ダルシー・ワイスバッハの式を文字式で表すと以下のようになります。

ΔP = λ × l/d × ρv2/2

Δ(デルタ)P:圧力損失

  λ(ラムダ):管摩擦係数

  l:管の長さ

  d:管の内径

  ρ:流体の密度

  v:流速

そこから正解を導き出します。

本問では流速が1/2倍といっていますので

上記にあてはめると 流速の2条、1/2×1/2=1/4となります。

選択肢1. 1/4倍

適当です。

選択肢2. 1/2倍

適当ではありません。

選択肢3. 2倍

適当ではありません。

選択肢4. 4倍

適当ではありません。

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