- 高圧ガス保安協会資格総合スレ part41
962 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 21:36:46.83 ID:KdRptUfV - 乙種機械検定の計算問題
2.温度20℃、圧力90MPaある体積の理想気体がある。この気体の温度を２倍の温度40℃、
体積を３倍としたとき、圧力はおよそいくらか。
(1) 32MPa (2) 41MPa (3) 60MPa (4) 81MPa (5) 102MPa
解答
T1=273K+20℃=293K T2=273K+40℃=313K
ボイル・シャルルの法則により、(p1×V1)/T1=(p2×V2)/T2であるので
(90MPa×V1)/293K=(P2×3V1)/313K
P2=(90MPa×V1×313K)/(293K×3V1)
P2=32.04MPa
答え.(1) 32MPa
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964 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 21:52:12.56 ID:KdRptUfV - 乙種機械検定の計算問題
5.温度760℃の高熱源と温度ｔ℃の低熱源の間で作動する逆カルノーサイクルに
おいて、１サイクル当たりの受熱量を40KJとしたとき、１サイクルになされた仕事が
30KJであった。この場合、低熱源はおよそいくらか。
(1) -20℃ (2) -15℃ (3) -10℃ (4) -5℃ (5) 0℃
解答
T1=273K+760℃=1033K
サイクルの熱効率ηc=有効仕事W/供給された熱量Q=30KJ/40KJ=0.75
また、ηc=1-(T2/T1)なので展開して
T2=T1(1-ηc)=1033(1-0.75)=258.25K
T2=258.25-273=-14.75℃(約-15℃)
答え.(2) -15℃
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965 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 22:11:02.62 ID:KdRptUfV - 乙種機械検定の計算問題
9.ある液体を80℃から70℃に冷却するのに、冷水を向流で流す伝熱面積0.3㎡の二重管式
熱交換器で行いたい。冷水の入口温度16℃、出口温度30℃のとき、伝熱速度はおよそ
いくらか。ただし、総括伝熱係数U=115W/(㎡・K)である。また、2流体間の平均温度差
は相加平均を用いよ。
(1) 0.4kW (2) 1.8kW (3) 2.5kW (4) 3.2kW (5) 4.0kW
解答
まず、相加平均(算術平均)を求める
ΔT1=T1-t2=80℃-30℃=50K ΔT2=T2-t1=70℃-16℃=54K
ΔT=(50K+54K)/2=52K
伝熱速度はφ=U(総括伝熱係数)×A(伝熱面積)×ΔT(温度差)
115W/(㎡・K)×0.3㎡×52K=1794W=1.8kW
答え.(2) 1.8kW
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966 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 22:52:12.66 ID:KdRptUfV - 乙種機械検定の計算問題
11.長さl、直径dの丸棒の両端を剛体壁で固定し、この状態で棒を冷却して温度をΔT(<0)
だけ変化させると棒の内部に引張りの熱応力が発生する。一方、同じ棒を荷重Pで引っ張る
と棒の内部に引張応力が生じる。このとき、この２つの大きさが等しくなるようにするには、
棒の直径dをおよそいくらにすればよいか。ここで、温度変化をΔT=-22.5℃、引張荷重をP
=16kN、丸棒の縦弾性係数をE=206GPa、線膨張係数をα=11×10^-6/℃とする。
(1) 10mm (2) 15mm (3) 20mm (4) 25mm (5) 30mm
解答
①.熱応力σを求める
σ＝-EαΔT=-206×10^3MPa×11×10^-6/℃×-22.5℃＝50.99MPa(引張り応力)
②.棒の断面積Aを求める
σ=P/A 展開して A=P/σ=16kN/51MPa=0.000314㎡=314mm^2
③直径dはd=√(4×A/π)=√(4×314/3.14)=20mm
答え(3) 20mm
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971 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 23:25:15.26 ID:KdRptUfV - 乙種機械検定の計算問題
15.ピストン直径100mm、行程200mm、回転数600min^-1(毎分600回転)、ポンプ効率
75%の往復ポンプを、ポンプ入口圧力0.101MPa、出口圧力0.5MPaで運転するときの所要
動力はおよそいくらか。ただし、流体の密度は1000kg/㎥とする。
(1) 2.2kW (2) 8.4kW (3) 13kW (4) 29kW (5) 65kW
解答
①吐出し量q(㎥/s)を求める
・行程容積V0(㎥)=π×D^2(ピストン直径)×L(行程)/4=3.14×0.1^2×0.2/4=0.00157㎥
・回転数N(s^-1)=600min^-1/60=10s^-1
・q=V0×N=0.00157㎥×10s^-1=0.0157㎥/s
②所要動力Pを求める 所要動力P=qρgh/η
・高さh(m)は、ΔP/ρg=(0.5MPa-0.101MPa)/(1000kg/㎥×9.8m/s^2)=40.71m
・P=0.0157㎥/s×1000kg/㎥×9.8m/s^2×40.71m/0.75=8352w=8.4kW
答え.(2) 8.4kW
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972 ：名無し検定１級さん[]：2019/03/14(木) 23:30:14.76 ID:KdRptUfV - 立方メートル（m^3）が㎥に文字化けしてしまった・・・
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