下流の内径は上流の1/2なので断面積は1/4。
令和7年度 ガス主任技術者 甲種 基礎 問11
難度
標準
直円管の一端を円錐状に絞り、内径が元の直円管の1/2である別の直円管を下流につなげて水を流した。上流の管内では、圧力が40kPa、平均流速が1m/sであったとき、下流の管内での圧力(kPa)として、最も近い値はどれか。ただし、水は非圧縮性かつ非粘性の流体として扱い、その密度は1000kg/m³とする。また、2本の直円管の中心軸は同一、かつ水平で、流れは漏れのない定常流とみなせるものとし、絞りの前後での圧力損失は無視できるものとする。
選択肢
解説
結論 → 詳細 の 2 層構成
展開閉じる
解説
結論 → 詳細 の 2 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
連続の式から下流平均速度は4×1＝4m/s。水平・損失なしのベルヌーイ式p₁＋ρv₁²/2＝p₂＋ρv₂²/2よりp₂＝40kPa＋(1000/2)(1²－4²)Pa＝40－7.5＝32.5kPa。
各選択肢の解説
- 1
25.0
誤り。速度は直径の逆数ではなく断面積の逆数で増え、下流4m/sを使うと32.5kPaとなる。
- 2
32.5
正しい。p₂＝40＋0.5×1000×(1－16)/1000＝32.5kPa。
- 3
38.5
誤り。速度を2m/sとすると38.5kPaとなるが、内径半減で面積は1/4、速度は4倍になる。
- 4
42.5
誤り。絞り後は速度が上がるため、損失を無視しても静圧は上流40kPaより下がる。
- 5
47.5
誤り。下流静圧が上流40kPaを超える値ではなく、動圧増加7.5kPa分低下する。
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解説・公式出典について
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出典：一般財団法人日本ガス機器検査協会「令和7年度ガス主任技術者試験（甲種）」基礎 問11（問題・正答）。解説は過去問AIの独自作成です。
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