第三種電気主任技術者・2015年度・機械

2015年度 機械 問12

毎分 5 m³ の水を実揚程 10 m のところにある貯水槽に揚水する場合、ポンプを駆動するのに十分と計算される電動機出力 P の値 [kW] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、ポンプの効率は 80%, ポンプの設計、工作上の誤差を見込んで余裕をもたせる余裕係数は 1.1 とし、さらに全揚程は実揚程の 1.05 倍とする。また、重力加速度は 9.8 m/s2 9.8 \text{ m/s}^{2} とする。

出典:第三種電気主任技術者 2015年度 機械 問12

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正答:(5)

要点

正解は(5)。したがって、最も近い値は 11.8 kW です。

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ポンプ用電動機の所要出力 P P [kW] を求める式は以下の通りです。
P=9.8QHKη P = \dfrac{9.8 Q H K}{\eta}
ここで、
Q Q : 流量 [m³/s]
H H : 全揚程 [m]
η \eta : ポンプ効率
K K : 余裕係数

与えられた値を単位換算して代入します。
流量 Q=5 [m3/min]=560 [m3/s] Q = 5 \text{ [m}^3\text{/min]} = \dfrac{5}{60} \text{ [m}^3\text{/s]}
全揚程 H=10×1.05=10.5 [m] H = 10 \times 1.05 = 10.5 \text{ [m]}
効率 η=0.80 \eta = 0.80
余裕係数 K=1.1 K = 1.1

P=9.8×560×10.5×1.10.80 P = \dfrac{9.8 \times \frac{5}{60} \times 10.5 \times 1.1}{0.80}
P=9.8×0.08333...×11.550.8 P = \dfrac{9.8 \times 0.08333... \times 11.55}{0.8}
P≈9.43250.8≈11.79 [kW] P \approx \dfrac{9.4325}{0.8} \approx 11.79 \text{ [kW]}

したがって、最も近い値は 11.8 kW です。

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