建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士） 過去問
第53回（令和5年度（2023年））
問51 (空気環境の調整 問51)

温度は含まれません。断面積×流速（流量）が一定になります。

乱流は無秩序な流体塊の混合を伴う流れです。

ベルヌーイの定理は力学的エネルギー保存に基づく法則です。

レイノルズ数が小さい流れでは粘性が支配的な層流です。

圧力損失は風速の2乗と形状係数に比例します。

不適切です。連続の式は、流体の質量が途中で増えたり減ったりしないという質量保存の法則を表したものです。一般には「密度×断面積×流速」が一定となります。空気のように密度変化が小さい流れでは、「断面積×流速」が一定として扱われることが多く、温度を掛け合わせる式ではありません。温度は密度に影響を与えることはありますが、連続の式そのものに直接含まれる物理量ではないため、この記述は誤りです。

適切です。乱流とは、流体が複雑で不規則な渦を伴いながら流れる状態をいいます。流れの中では大小さまざまな渦が発生し、流体同士が盛んに混ざり合うため、熱や物質の移動が活発になります。空調ダクトや配管では流速が高い場合に乱流となることが多く、圧力損失は増加しますが、熱交換や混合性能が向上するという特徴もあります。

適切です。ベルヌーイの定理は、流体が非圧縮性で粘性の影響を無視できる定常流である場合に、圧力エネルギー、位置エネルギー、運動エネルギーの和が一定になるという法則です。この定理は力学的エネルギー保存の考え方に基づいて導かれます。そのため、流速が速くなると圧力が低下する現象などを説明する際の基本となる重要な法則です。

適切です。レイノルズ数は、流体の慣性力と粘性力の比を示す無次元数です。レイノルズ数が小さい場合は粘性力の影響が大きく、流れは滑らかで規則的な層流になりやすくなります。反対に、レイノルズ数が大きくなると慣性力の影響が強まり、流れは乱流へ移行しやすくなります。そのため、この記述は流れの特徴を正しく表しています。

適切です。ダクトの曲がりや分岐、急な拡大・縮小などによって発生する局部損失は、形状抵抗係数と流速の2乗に比例します。一般には「圧力損失＝形状抵抗係数×（密度×流速²÷2）」で表され、流速が2倍になると圧力損失は約4倍になります。このため、設備設計では流速を適切に抑えることが送風機の省エネルギー化や騒音低減につながります。