1級電気工事施工管理技士 過去問
令和6年度(2024年)
問13 (午前 ハ 問1)

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問題

1級電気工事施工管理技士試験 令和6年度(2024年) 問13(午前 ハ 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

水力発電に用いる水車に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
  • フランシス水車は、負荷が変化しても、効率はほぼ一定である。
  • フランシス水車には、ランナの出口から放水面までの接続管として、吸出し管が設置される。
  • ペルトン水車は、フランシス水車と比較して、高落差での比速度が小さい。
  • ペルトン水車は、動作原理によって大別すると、衝動水車に分類される。

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この過去問の解説 (2件)

01

水力発電に用いる水車に関する問題では、各水車の特徴とその動作原理を理解することが重要です。特に、フランシス水車の効率が負荷の変化に応じて変動することを理解することが求められます。

選択肢1. フランシス水車は、負荷が変化しても、効率はほぼ一定である。

実際には、フランシス水車の効率は負荷の変化に応じて変動します。負荷が変化すると、効率も変動するため、この記述は不適当です。

選択肢2. フランシス水車には、ランナの出口から放水面までの接続管として、吸出し管が設置される。

吸出し管は、ランナの出口から放水面までの接続管として設置されます。これにより、効率的な水の排出が可能になります。

選択肢3. ペルトン水車は、フランシス水車と比較して、高落差での比速度が小さい。

ペルトン水車は高落差での比速度が小さいため、高落差の発電所に適しています。これは、ペルトン水車が高落差での効率を最大化するための設計になっているためです。

選択肢4. ペルトン水車は、動作原理によって大別すると、衝動水車に分類される。

ペルトン水車は衝動水車に分類されます。これは、水の衝撃力を利用して回転するためです。

まとめ

この問題では、各水車の特徴とその動作原理を理解することが重要です。特に、フランシス水車の効率が負荷の変化に応じて変動することを理解することが求められます。

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02

水力発電のタービンの種類と特徴に関する設問です。

 

水力発電の代表的な水車(フランシス水車・ペルトン水車等)の特徴
(落差・流量・比速度と水車形式の関係)についての理解が試されます。
 

選択肢1. フランシス水車は、負荷が変化しても、効率はほぼ一定である。

不適当な記述です。

 

フランシス水車は、中落差・中流量に適した代表的な反動水車です。

 

高効率ですが、負荷が大きく変化すると効率は低下します。

 

それで、負荷が変化しても効率がほぼ一定という記述が誤っています。

 

選択肢2. フランシス水車には、ランナの出口から放水面までの接続管として、吸出し管が設置される。

適当な記述です。

 

フランシス水車では、吸出し管(ドラフトチューブ)が必ず設置されます。

 

これは、記述にあるとおり、ランナ出口と放水面をつなぐ管であり、

 流速エネルギーを圧力エネルギーに変換して回収し、

 効率を向上させる役割を持ちます。

選択肢3. ペルトン水車は、フランシス水車と比較して、高落差での比速度が小さい。

適当な記述です。


ペルトン水車は、高落差・小流量に適した水車で、比速度は小さくなります。

 

比速度とは、水車の特長を示す指標で、
 代表的な水車の比速度は以下のようになります。

 

 ペルトン水車:小
 フランシス水車:中
 カプラン水車:大

選択肢4. ペルトン水車は、動作原理によって大別すると、衝動水車に分類される。

適当な記述です。

 

ペルトン水車は、ノズルから噴射される水の運動エネルギーで、

 ランナを回転させるため、衝動水車に分類されます。

 

衝動水車とは、水の圧力変化をほとんど利用せず、

 大気圧中で動作し、高落差に適する特長があります。

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