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。
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)
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。
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。
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。
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。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日:2026年6月