給水装置工事主任技術者 過去問
令和4年度(2022年)
問35 (給水装置計画論 問6)
問題文
ただし、給水管の摩擦損失水頭と逆止弁による損失水頭は考慮するが、管の曲がりによる損失水頭は考慮しないものとし、給水管の流量と動水勾配の関係は、図-2を用いるものとする。また、計算に用いる数値条件は次の通りとする。
① 給水栓の使用水量 120L/min
② 給水管及び給水用具の口径 40mm
③ 給水栓を使用するために必要な圧力 5m
④ 逆止弁の損失水頭 10m
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問題
給水装置工事主任技術者試験 令和4年度(2022年) 問35(給水装置計画論 問6) (訂正依頼・報告はこちら)
ただし、給水管の摩擦損失水頭と逆止弁による損失水頭は考慮するが、管の曲がりによる損失水頭は考慮しないものとし、給水管の流量と動水勾配の関係は、図-2を用いるものとする。また、計算に用いる数値条件は次の通りとする。
① 給水栓の使用水量 120L/min
② 給水管及び給水用具の口径 40mm
③ 給水栓を使用するために必要な圧力 5m
④ 逆止弁の損失水頭 10m
- 30m
- 32m
- 34m
- 36m
- 40m
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この過去問の解説 (1件)
01
適当なものは、32mです。
この問題は、直結加圧形ポンプユニットが、給水栓まで水を送るために必要な圧力水頭を求める問題です。考えるものは、給水栓に必要な圧力、立ち上がり高さ、給水管の摩擦損失水頭、逆止弁の損失水頭です。問題文では、使用水量120L/min、口径40mm、給水栓に必要な圧力5m、逆止弁の損失水頭10mが条件として示されています。
【考え方】
まず、120L/minをL/sに直します。
120L/min = 2L/s
図-2で、流量2L/s、口径40mmのところを読むと、動水勾配はおよそ100‰です。
100‰とは、給水管1000mあたり、およそ100mの損失があるという意味です。
図-1では、ポンプユニットから給水栓までの給水管は、横方向が10m、立ち上がりが15mです。
そのため、摩擦損失を考える給水管の長さは、
10m + 15m = 25m
となります。
摩擦損失水頭は、
100‰ × 25m = 100/1000 × 25 = 2.5m
です。
次に、必要な圧力水頭を合計します。
給水栓に必要な圧力 5m
立ち上がり高さ 15m
逆止弁の損失水頭 10m
給水管の摩擦損失水頭 約2.5m
合計すると、
5m + 15m + 10m + 2.5m = 32.5m
となります。
選択肢の中で最も近い値は、32mです。
これは、給水栓に必要な圧力5m、立ち上がり高さ15m、逆止弁の損失水頭10mを足した値です。
5m + 15m + 10m = 30m
しかし、この問題では、給水管の摩擦損失水頭も考慮する必要があります。
そのため、30mでは少し小さすぎます。
これは適切です。
給水管の摩擦損失水頭を加えると、必要な圧力水頭は約32.5mになります。
選択肢の中では、32mが最も近い値です。
これは、計算値よりやや大きい値です。
必要な圧力水頭は約32.5mなので、34mよりも32mの方が近くなります。
これは大きすぎます。
摩擦損失水頭をかなり大きく見積もった場合のような値ですが、図-2から読んだ動水勾配を使うと、ここまで大きくはなりません。
これは大きすぎます。
必要な圧力水頭は、給水栓に必要な圧力、立ち上がり高さ、逆止弁の損失水頭、給水管の摩擦損失水頭を合計しても、約32.5mです。
したがって、40mは適切ではありません。
覚えておくポイントは、直結加圧形ポンプユニットの吐水圧を求めるときは、必要な圧力を一つずつ足していくということです。
この問題では、
給水栓に必要な圧力
立ち上がり高さ
逆止弁の損失水頭
給水管の摩擦損失水頭
を合計します。
計算すると約32.5mとなるため、最も近い値は32mです。
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