ビル管理士試験 2024年 問51 問題と解説

　問 題　　　　　

流体の基礎に関する次の文章の(　　)内に入る語句の組合せとして、正しいものはどれか。

流管の二つの断面A、B間における流れの力学的エネルギーの保存を仮定すると以下の式が得られる。

この式は、ベルヌーイの定理と呼ばれ、各辺の第一項を(　ア　)、第二項を(　イ　)、第三項を位置圧と呼ぶ。なお、実際の流れでは、(　ウ　)が生じることから、左辺と右辺には差異が生じる。

ただし、ρ：密度、U：速度、P：圧力、g：重力加速度、h：高さ。

•  ア　　　  イ　　　　 ウ

1. 動圧　　絶対圧　　圧力損失
2. 動圧　　静圧　　　圧力損失
3. 動圧　　静圧　　　圧力水頭
4. 静圧　　動圧　　　圧力損失
5. 静圧　　絶対圧　　圧力水頭

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

流体力学におけるエネルギー保存の法則はベルヌーイの定理と呼ばれ、以下の式で表されます。

• ρ：密度
• U：速度
• P：圧力
• g：重力加速度
• h：高さ

この式の各項の単位は[Pa]で、第1項を動圧、第2項を静圧、第3項を位置圧と呼び、摩擦のない理想流体の流れではその合計値が一定となります。ただし、実際の流れでは摩擦による圧力損失があるため、現実的には厳密に一定とはなりません。

ちなみに、この式を力学的エネルギー保存の法則と対比させると、第1項が運動エネルギー、第2項が仕事、第3項が位置エネルギーに対応するので、力学的エネルギー保存の法則を知っていればベルヌーイの定理も覚えやすいと思います。

以上から、

• ア：動圧
• イ：静圧
• ウ：圧力損失

となるので、正解は(2)です。