労働衛生コンサルタント、労働安全コンサルタントの筆記試験、お疲れ様でした。
受験者の方から問題を入手いたしましたので、順番に紹介しています。
今日から問３。キャノピー型フードの設計計算でした。この問は、H24の問４に類似した問題です。
問３ 図に示す正方形のキャノピー型フードについて、以下の設問に答えよ。
但し、空気密度は1.20kg/m3、水の密度は1000kg/m3とする。計算は有効数字３桁
で行い、解答も３桁で答えよ。なお、諸元は次の通りである。
フードと汚染源の間隔 H = 0.35m
汚染源の一辺の長さ E ＝ 1.00m
フードの一辺の長さ W ＝ 1.20m
フードの仮想高さ Z ＝ ２×E［ｍ］
（１）図に示すキャノピー型フードにおいて、汚染源に熱源がある場合に、正方
形の汚染源からの上昇気流と周囲の空気との温度差Δｔが120℃であるときにつ
いて以下の問に答えよ。
①汚染源から発散する汚染気流の量について次の式を用いて計算せよ。
但し、Ａは汚染源の面積とする。
Ｑ１＝0.57×A^0.33×Δｔ^0.45×Z^1.5
ただし、Δｔ^0.45＝８．６２とする
②漏れ安全係数と漏れ限界流量比の意味を考えて、以下のアからウの式のうち適切なものを選択して、キャノピー型フードの必要排風量を求めよ。
但し、空気密度は1.20kg/m3、水の密度は1000kg/
で行い、解答も３桁で答えよ。なお、諸元は次の通りである。
フードと汚染源の間隔 H = 0.35m
汚染源の一辺の長さ E ＝ 1.00m
フードの一辺の長さ W ＝ 1.20m
フードの仮想高さ Z ＝ ２×E［ｍ］
（１）図に示すキャノピー型フードにおいて、汚染源に熱源がある
形の汚染源からの上昇気流と周囲の空気との温度差Δｔが120℃
いて以下の問に答えよ。
①汚染源から発散する汚染気流の量について次の式を用いて計算せ
但し、Ａは汚染源の面積とする。
Ｑ１＝0.57×A^0.33×Δｔ^0.45×Z^1.5
ただし、Δｔ^0.45＝８．６２とする
②漏れ安全係数と漏れ限界流量比の意味を考えて、以下のアからウ
ア）Q2=Q1（１＋漏れ安全係数×漏れ限界流量比）
イ）Q2=Q1×漏れ安全係数×漏れ限界流量比
ウ）Q2=Q1（漏れ安全係数＋漏れ限界流量比）
此処では、それぞれ、以下の値を用いよ。
漏れ安全係数 ：５
漏れ限界流量比 ：０．８２１
イ）Q2=Q1×漏れ安全係数×漏れ限界流量比
ウ）Q2=Q1（漏れ安全係数＋漏れ限界流量比）
此処では、それぞれ、以下の値を用いよ。
漏れ安全係数 ：５
漏れ限界流量比 ：０．８２１
③Q2の計算において、漏れ安全係数が必要な理由を述べよ。
④Q2の計算において、限界流量比が必要な理由を述べよ。
小生の回答案
①Z^1.5＝root（Z^3）であり、Z=２×E＝2×1.0=2.0
Z^1.5＝root（2×2×2)＝２×√２＝2×1.414→1.41＝2.828 →2.82
A^0.33→A=1なので、 A^0.33=1.0
Ｑ１＝0.57×１．０×８．６２×２．８２８＝13.85→13.8
Ｑ１＝0.57×１．０×８．６２×２．８２８＝13.85→13.8
Q1は、13.9→１３．8m3/分
②漏れ限界流量比の意味は、「噴き出し空気の流量Q1に対する誘引空気流量の比の限界値を漏れ限界流量比という」なので、ア）を選択します。
Q2=Q1×（１＋５×０．８２１） ＝25.3＝ 13.8×5.11 ＝70.5
Q2は、２５．３m3/分 ＝７０．5ｍ３/分
ぴっころさんのコメントで修正しました。申し訳ありませんでした。
ご指摘ありがとうございました。
2021/5/25修正：ワークさんのご指摘で、有効数字について修正しました。
③フード周辺の乱れ気流の影響が有っても、有効にフードに吸引する為。
④上昇気流により誘導気流が発生する為。温度差が大きいほど、誘導気流が大きくなる。
十分大きい排風量を確保しないと、フードの圧損により、上昇気流が、フードの外側に広がってしまい、有害物質の一部分をフードの外側に逃がしてしまう為。
④上昇気流により誘導気流が発生する為。温度差が大きいほど、誘導気流が大きくなる。
十分大きい排風量を確保しないと、フードの圧損により、上昇気流が、フードの外側に広がってしまい、有害物質の一部分をフードの外側に逃がしてしまう為。
過去問H24問４の画像はこちら。汚染源のサイズがちょっと変わっていますが、あとはほぼほぼ同じ(+_+)
小問（２）以降は、明日また。
やはり、沼野先生の本を隅々まで勉強しないといけませんね。