ビル管理士 2020年(R2年) 問49　 過去問の解説【空気環境の調整】

問題

流体に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

回答と解説動画

正解は（3）

１．ダクト内気流の静圧と動圧の和を全圧として扱う。
→ 正しい
ダクト内を流れる空気の「全圧」は、「静圧」と「動圧」を足したものです。
静圧は「ダクトの中の空気が、壁や障害物を押す力」、動圧は「空気の流れの速さによる圧力」、全圧はこの２つの合計です。

２．ダクト内における連続の式は、流体の密度、流速、断面積の積が一定となることを意味する。
→ 正しい
連続の式とは、流体が途中で消えたり増えたりしない（質量保存）という法則です。たとえばホースの途中を細くすると水の流れが速くなるのもこの原理です。数式で表すと「密度×流速×断面積＝一定」となります。

３．開口部の流量係数は、通常の窓では1.2である。
→ 不適当
通常の窓の流量係数は0.6～0.7程度です。1.0に近いのは、ベルマウス形状（なめらかに絞られた開口部）の場合で、普通の窓や扉には当てはまりません。

ベルマウスとは、ラッパのように先端が拡がった形状のことです。
主に水や空気の流れを効率化したり、流量を増加させるために使用されます。（以下の画像）

４．摩擦抵抗係数は、ダクト内粗度の他、ダクト内気流のレイノルズ数によって変化する。
→ 正しい
ダクトや配管の内面がザラザラしているほど流れにくくなり、摩擦抵抗が大きくなります。また、流れの速さや状態（層流か乱流か）を示すレイノルズ数によっても摩擦抵抗係数は変わります。

５．管内流れでは、レイノルズ数が4,000程度以上で乱流になる。
→ 正しい
レイノルズ数は流れの「乱れやすさ」を示す指標です。管内の流れは、レイノルズ数が2,000以下なら層流、4,000以上なら乱流になります。2,000～4,000の間は遷移領域です。

レイノルズ数：流体の「慣性力」と「粘性力」の比を表す無次元数

• レイノルズ数が小さいとき（おおよそ2000未満）を 層流（そうりゅう）と呼び、流体は層をなして滑らかに流れています。粘性力が支配的な流れ。
• レイノルズ数が大きいとき（おおよそ4000以上）を 乱流（らんりゅう）と呼び、流体には渦や乱れが生じています。慣性力が支配的な流れ。
• 2000～4000の間→ 層流と乱流の中間的な状態（遷移領域）。

解説動画