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)

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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)

図-1に示す給水装置における直結加圧形ポンプユニットの吐水圧(圧力水頭)として、次のうち、最も近い値はどれか。
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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  • 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。

選択肢1. 30m

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。

選択肢2. 32m

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。

選択肢3. 34m

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。

選択肢4. 36m

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。

選択肢5. 40m

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。

まとめ

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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