【過去問】消防設備士甲1・乙1の構造②|ポンプ吐出量・全揚程・動力計算

【過去問】消防設備士甲1・乙1の構造②|ポンプ吐出量・全揚程・動力計算

ポンプ計算は、吐出量、全揚程、動力を別々に求めます。水量を送る能力が吐出量、どこまで押し上げるかが全揚程、その両方を生み出す仕事率が動力です。

Q・H・Pを同時に計算せず、単位を確定して一段ずつ求める。

 

 

これから覚える7つ

  1. 必要吐出量Q
  2. 📐必要全揚程H
  3. ⚡仕事率とポンプ動力
  4. 🧮単位換算
  5. 📊補完例題
  6. ポンプ性能曲線
  7. ⚠よくある誤り

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必要吐出量Q

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📐必要全揚程H

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⚡仕事率とポンプ動力

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🧮単位換算

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📊補完例題

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ポンプ性能曲線

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⚠よくある誤り

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水理・構造・工事整備|全12講義・36問


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>> 消防設備士「過去問テスト」

併せて、ご参照ください。

 

💦 必要吐出量Q

設備 ポンプ吐出量の基本
1号屋内消火栓 150L/min × n
2号屋内消火栓 70L/min × n
スプリンクラー 算定ヘッド個数×1個当たり必要量

屋内消火栓のnは、設置個数が最も多い階の個数で、2を超える場合は2です。ノズル放水量の130L/min・60L/minをポンプ吐出量へ使いません。

 

 

📐必要全揚程H

H = h1 + h2 + h3 + 放水圧力換算水頭

  • h1:ホース摩擦損失
  • h2:配管・継手・弁の摩擦損失
  • h3:吸水基準位置から最遠・最高位放水点までの落差
  • 1号屋内消火栓:17m
  • 2号屋内消火栓:25m
  • 一般的なスプリンクラー計算の代表例:10m
Q・H・Pの計算フロー

 

 

⚡仕事率とポンプ動力

1類では、流量Qと全揚程Hから水動力を求め、ポンプ効率を考慮して軸動力へ換算します。仕事率の一般定義は共通の機械基礎で確認します。

水の密度と重力加速度を含め、Qをm3/min、Hをmで表すと水動力は次式です。

Pw = 0.163QH [kW]

ポンプ効率ηpを考慮した軸動力は次式です。

Ps = 0.163QH/ηp [kW]

電動機所要出力を選ぶときは、設計条件で定める余裕係数等を別に掛けます。効率を掛けるのではなく、効率で割ることに注意します。

水動力・軸動力・電動機出力

 

 

🧮単位換算

300L/min = 0.300m3/min

140L/min = 0.140m3/min

動力式へL/minをそのまま入れると1000倍の誤差になります。MPaを水頭へ換算する式を使う場合も、問題が17m・25m・10mの定数を与えているなら二重に足しません。

 

 

📊補完例題

例題 吐出量 全揚程 重要点
1号消火栓の性能曲線 300L/min 39m 性能曲線も判定
2号消火栓 140L/min 65m 70×2、25mを使用
管径が変わる1号消火栓 条件値 35.7m 管径別にh2を分割
スプリンクラー設備 1080L/min 44m 12個×90、10mを使用

 

 

📈 ポンプ性能曲線

必要点Q・Hを満たすだけでなく、加圧送水装置の性能を確認します。

  • 定格吐出量における全揚程が所定範囲内
  • 締切全揚程が過大でない
  • 定格吐出量の150%時に、定格全揚程の65%以上

前掲の1号消火栓の例は定格320L/min・40mですが、480L/min時に26mへ届かないため不適です。

必要点と3つの性能確認
設備別全揚程の比較

 

 

⚠よくある誤り

  • ノズル放水量をポンプ吐出量に使う
  • L/minをm3/minへ直さず動力式へ入れる
  • 1号へ25m、2号へ17mを使う
  • 配管径が変わっても摩擦損失を一区間で計算する
  • ポンプ効率を割らずに掛ける
  • 定格点だけでポンプを合格とする

 

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それでは続いて【過去問】消防設備士甲1・乙1の構造③|ポンプ・呼水槽・起動用水圧開閉装置の過去問をみていきましょう。

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