1級管工事施工管理技士の過去問
令和4年度(2022年)
問題A 問4
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問題
1級 管工事施工管理技術検定試験 令和4年度(2022年) 学科試験 問題A 問4 (訂正依頼・報告はこちら)
流体に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
- 管種以外の条件が同じ場合、硬質塩化ビニル管は鋼管よりウォーターハンマーが発生しやすい。
- キャビテーションとは、流体の静圧が局部的に飽和蒸気圧より低下し、気泡が発生する現象をいう。
- 流体の粘性による摩擦応力の影響は、一般的に、壁面近くで顕著に現れる。
- 液体の自由な表面で、その液面を縮小しようとする性質により表面に働く力を、表面張力という。
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この過去問の解説 (2件)
01
流体全般に関する問題です。
誤
硬質塩化ビニル管は鋼管よりウォーターハンマーが発生、しやすいことはなく、しにくいです。
ウォーターハンマーは、流れの運動状態の急変によって、大きな変動を引き起こす現象です。
鋼管と硬質塩化ビニル管の物性値を比較すると、縦弾性係数の比は、100:1ですので、圧力波の伝播係数は、10:1、圧力上昇も10:1となり、硬質塩化ビニル管は、鋼管よりもウォーターハンマーが発生しにくくなります。
正
キャビテーションについて、問題文の通りです。
液体は飽和蒸気圧以下になると、液体内部から蒸発して気化します。
ポンプのような流体機械内部で、流速の急変やうず流の発生により、局部的な飽和蒸気圧以下になる現象が生じ、液体が気化して空洞(気泡)を発生させます。
この気泡が流体機械の高圧部に達すると、急激に壊滅し、高い衝撃圧力を発生させ、騒音や振動が起こります。
その結果、流体機械に部分的な侵食が起こり、また、効率も低下させるという、機械寿命を縮める要因となります。
正
流体の摩擦応力については、問題文の通りです。
摩擦応力は、次の式で表されます。
τ=μ×速度勾配 (τ:摩擦応力、μ:粘性係数(流体により一定))
速度勾配は、壁面から中心に向かう速度と壁面からの距離の比です。
速度勾配は、壁面から離れるにしたがって、小さくなるため、壁面近くでは最大値となります。
したがって、摩擦応力の影響は壁面近くで顕著になります。
正
表面張力についての概略は、問題文の通りです。
液体表面は、液面を縮小とする性質があり、弾性膜のような表面に張力が働くのが表面張力です。
同種物質の分子間の引力による凝縮力、異物質に働く分子間引力である付着力が働きます。
表面張力は、以上で述べた力が、物質にによって異なるために生じた力と言えます。
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02
流体に関する問題です。
管種以外の条件が同じ場合、変形しにくい鋼管の方が、ウォーターハンマー現象を生じやすいです。よって、誤りです。
流体の静圧が局部的に飽和蒸気圧より低下し、気泡が発生する現象をキャビテーションといいます。
流体の粘性摩擦は、壁面に近いほど起きやすいです。
液体の自由な表面で、その液面を縮小しようとする性質により表面に働く力を、表面張力といいます。
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