公害防止管理者 独学ノート

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令和7年度 公害防止管理者 ばいじん・粉じん特論 問14 を解説|ピトー管と排ガス流速

令和7年度 ばいじん・粉じん特論 問14は、ピトー管の動圧から排ガス流速を求める計算問題です。動圧46 Paで流速9.4 m/sだったとき、同じ密度で動圧60 Paなら流速がいくらになるかを選びます。

この問題のポイント

ピトー管が測る動圧は、排ガスの運動エネルギーを表し、流速の2乗と密度に比例します。逆に言えば、流速は動圧の平方根に比例します(密度が同じとき)。したがって2点の流速比は、動圧比の平方根で求められます。同じピトー管・同じ密度なので、係数を計算せず動圧の比のルートを取るだけで答えが出るのが核心です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(3)(およそ10.7 m/s)

計算の流れ

流速 v は動圧 p の平方根に比例するので、2点の流速の比は v₂/v₁ = √(p₂/p₁) で表せます。基準点(46 Pa で 9.4 m/s)から、60 Pa のときの流速を求めます。

手順計算
動圧の比60 ÷ 46 ≒ 1.30
その平方根√1.30 ≒ 1.14
流速9.4 × 1.14 ≒ 10.7 m/s

よって排ガス流速はおよそ10.7 m/sとなり、正解は選択肢(3)です。

ここが分かれ目

引っかかりやすいのは、流速を動圧そのものに比例させてしまうことです。それだと 9.4 × (60/46) ≒ 12.3 となり、選択肢(4)に誘導されます。正しくは流速は動圧の平方根に比例するので、比を取ってから必ずルートを取ること。動圧が1.3倍でも流速は1.14倍にしか増えません。2乗・平方根の関係を取り違えないのが要点です。

覚え方

  • 動圧は流速の2乗に比例。だから流速は動圧の平方根に比例。
  • 同じ密度なら、流速の比は動圧の比のルートでそのまま出せる。
  • 動圧2倍で流速は約1.4倍。比例計算(×2)にしない。

理解度チェック

Q.

排ガス流速は、ピトー管の動圧に対してどのような関係にある?

流速は動圧の平方根に比例します(密度が一定のとき)。動圧は流速の2乗に比例するためです。

Q.

動圧が46Paから60Paに増えると流速はおよそ何倍になる?

√(60/46) ≒ √1.30 ≒ 1.14倍です。9.4 m/s なら約10.7 m/s になります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和7年度 公害防止管理者等国家試験 ばいじん・粉じん特論 問題・正解」(公式PDF

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