高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第20問: 内径 80 mm の管の中を、水が平均流速 2.0 m/s で満水で流れている。この管の体積流量はおよそいくらか。円周率は 3.14 とする。

「36 m³/h」が正解です。体積流量は Q＝A×v（断面積×平均流速）で、円管の断面積は A＝πd²／4 です。

d＝80 mm＝0.08 m なので、A＝3.14×0.08²÷4＝3.14×0.0064÷4＝0.005024 m²、Q＝0.005024×2.0＝0.010048 m³/s です。1 時間は 3,600 秒なので、0.010048×3,600≒36 m³/h となります。

「145 m³/h」は内径 0.08 m を半径として π×0.08² で断面積を求めたもので、正しい値の 4 倍になります。「9.0 m³/h」は断面積を求めるときに 4 で 2 回割ったもので、正しい値の 1/4 です。

「18 m³/h」は平均流速 2.0 m/s を掛け忘れ、断面積に 3,600 だけを掛けた値です。「0.60 m³/h」は 1 分の 60 秒で換算したもので、毎分の流量 0.60 m³/min を毎時と取り違えています。

円管の体積流量は、内径から断面積 πd²／4 を求めて平均流速と時間の換算を掛けて出し、この問題では約 36 m³/h です。