消防設備士甲1の基礎計算｜水量・揚程を図解と8問で練習

答え：360 L/min

Q＝120＋90＋150＝360L/min。

分岐前に入る量と、同じ時間に3本へ出る量をそろえます。この問題では3本を同時使用するという条件です。

ここを取り違えない
設置数と同時使用数は別です。示した流量や個数はこの例題の条件で、消防法令の設備別基準ではありません。

答え：6 m³

240×25＝6,000L。6,000÷1,000＝6m³。

L/minの「毎分」と時間の「分」が相殺されてLになります。m³で答えるため、最後に1,000で割ります。

ここを取り違えない
25分は例題の指定条件です。実設備に必要な継続時間・同時使用数を、この数値から決めないでください。

答え：7 m³

使える水深＝1.8－0.4＝1.4m。有効水量＝2.5×2×1.4＝7m³。

水槽にある全量から、取水できない下部の水量を引きます。総水量9m³の全部が使えるわけではありません。

ここを取り違えない
実設備の有効水量は取水構造などの条件で定まります。この図は水深の差を計算するためのモデルです。

答え：20 m

0.196MPa＝196,000Pa。圧力水頭＝p÷(ρg)＝196,000÷(1,000×9.8)＝20m。

圧力を水柱の高さに置き換えています。Pa＝N/m²、ρg＝N/m³なので、割るとmになります。

ここを取り違えない
MPaの数字をそのまま足して揚程mにしないこと。ゲージ圧力は大気圧を基準とした圧力です。

答え：44 m

全揚程＝高低差18＋末端圧力水頭20＋損失水頭6＝44m。

水を高い位置へ運ぶ分、末端に圧力を残す分、途中で失う分を補います。高低差の基準はポンプ中心ではなく、この問題では水槽の水面です。

ここを取り違えない
配管の実際の長さを高低差として足しません。損失は流量・配管条件に依存し、本問では6mと与えています。

答え：3.2 m/s

断面積の比＝(100÷50)²＝4。流速＝0.8×4＝3.2m/s。

体積流量Q＝断面積A×平均流速vです。面積が4分の1になるので、同じ流量を通す流速は4倍になります。

ここを取り違えない
直径比の2倍ではありません。この関係だけでは圧力損失や必要揚程まで決まりません。

答え：5.6 kW

Q＝600÷1,000÷60＝0.01m³/s。水動力＝1,000×9.8×0.01×40＝3,920W。軸動力＝3,920÷0.70÷1,000＝5.6kW。

ρgQHで水に伝わる仕事率を求め、ポンプ効率で割ります。L/minをm³/sにするため、1,000と60の両方で割る必要があります。

ここを取り違えない
軸動力と電源からの入力電力は同じではありません。実際の設備容量の決定にはこの例題以外の条件も必要です。

答え：2.5 m

中央から角への横距離＝3÷2＝1.5m、縦距離＝4÷2＝2m。距離＝√(1.5²＋2²)＝2.5m。

最も遠いのは4つの角です。横と縦を直角な2辺として、対角線の半分を求めます。

ここを取り違えない
面積を円の面積で割るだけでは、隅まで届く配置か判断できません。この2.5mは法令上の設置許容距離を示していません。