1級管工事施工管理技士 過去問
令和6年度（2024年）
問4 (問題A 1 問4)

正

オリフィスは流量を測定する絞り機構です。オリフィスは通常のものは、真ん中に絞りという円形の穴があり、流量が絞りを流れるときに、絞り前後の静圧が変わります。

オリフィスの前後に静圧を計る計測器を設置することで、オリフィス前後の静圧差を測定し、流量測定が可能となります。流量測定にはベルヌーイの定理を応用した、計測器によって、管路の流量が測定できます。

誤

ジュコフスキーの式 と 毛管現象は、関係のない組み合わせです。

ジュコフスキーの式は、ウォーターハンマー力を測定する公式です。

水タンクに接続した管路にある末端の弁を急閉したときに、急激な圧力上昇が起こり、その圧力を計算するのが、ジュコフスキーの式です。

毛管現象は、表面張力を、ガラス管と管中の液体の高さと、管中の液体の上昇角度あるいは下降角度を表したものです。

正

レイノルズ数は、次の式で表され、層流と乱流の判定に用いられます。通常Re と表します。

Re＝v d／ν　　　　v；平均流速、d：管径、ν：動粘性係数

層流と乱流になるかは、流速とともに、Reの式にあるように粘性力が関わってきます。

Re＜2000 では、層流、Re＞4000 では乱流と判定できます。

正

ベルヌーイの定理は、管中を流れる流体のエネルギー保存則です。管中を流れる流体が持つエネルギーには、運動エネルギー、位置エネルギー、圧力によるエネルギーを持っていますが、管の位置によってそれぞれ異なります。

ベルヌーイの定理は、それらの総エネルギーは、流体がどの位置にあっても等しいという定理です。

管中の1の位置と2の位置にある流体のエネルギーは、次にような式で表されます。 

1/2・ρv₁²＋p₁＋ρgz₁＝1/2・ρv₁²＋p₁＋ρgz₁

◯

用語の組合せは合っています。

☓

ジュコフスキーの式と毛管現象は関係ないです。

毛管現象は表面張力に関係があります。

よって設問は誤りです。

◯

用語の組合せは合っています。

レイノルズ数は慣性力・粘性力に関係してきます。

◯

用語の組合せは合っています。

エネルギー保存の法則は

位置・圧力・運動エネルギーが一定で

ベルヌーイの定理はエネルギー保存の法則に関係あります。

その通りです。

オリフィスは配管内にオリフィスプレートと呼ばれる真ん中に穴が開いた円盤を挿入し、流体の流れを絞ることで、その前後の圧力を測定し、その差から流量を算出します。

これには、ベルヌーイの法則が、利用されています。

誤りです。

ジュコフスキーの式はウォーターハンマーの計算に用いられます。

下記がその数式です。

ΔH=aΔV／g

ΔH：水撃圧（ウォーターハンマー発生時の上昇圧力） [m]
ΔV：流体の線速 [m/s]
a：圧力伝播速度 [m/s]
g：重力加速度 [m/s2]

一方、毛細管現象は細い管の中を液体が、上昇したり下降する現象を指します。

その通りです。

レイノルズ数は慣性力と粘性力の比によって表されます。

レイノルズ数が大きいほど流れが乱流となります。
 

その通りです。

ベルヌーイの定理とは流体のエネルギー保存の法則を示す定理です。

これは下記の式で表されます。

①運動エネルギー+②位置エネルギー+③圧力エネルギー+④熱エネルギー＝一定