令和6年度 ばいじん・粉じん特論 問15は、ピトー管で測った動圧からガス流速を求める計算問題です。与えられた条件から、最も近い値を選びます。
ピトー管は、流れをせき止めたときの圧力（全圧）と静圧の差＝動圧を測り、そこから流速を逆算する測定器です。流速は動圧とガス密度から決まり、ピトー管係数で補正します。引っかけの核心は、ガス密度を測定条件に合わせて補正することです。標準状態の密度1.3 kg/m³をそのまま使うのではなく、120℃という温度と、大気圧＋静圧で決まる実際の絶対圧に直してから流速を出す必要があります。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(4)
| ステップ | 内容 |
|---|---|
| ステップ1 絶対圧 | 測定点の絶対圧＝大気圧102.02 kPa＋静圧（ゲージ）−1.3 kPa＝100.72 kPa。ゲージ圧が負なので大気圧から引きます。 |
| ステップ2 密度の補正 | 標準状態（0℃, 101.32 kPa）の1.3 kg/m³を、温度（273/393）と圧力（100.72/101.32）で補正。実際の密度はおよそ0.9 kg/m³に下がります。 |
| ステップ3 流速 | v＝C×√(2×動圧÷密度)。C＝0.9、動圧＝20 Pa、密度≒0.9 kg/m³を入れると、流速はおよそ 6.0 m/s。 |
つまずきやすいのはガス密度を標準状態のまま使ってしまう点です。実際のダクト内は120℃と高温なので、温度補正（273/393）でガスは膨張し密度は下がります。さらに測定点は負圧なので、絶対圧は大気圧から静圧分を引いた100.72 kPaです。補正後の密度はおよそ0.9 kg/m³で、これを使うと流速はおよそ6.0 m/s。密度を補正せず1.3のままだと流速を小さく見積もる誤りになります。ピトー管係数0.9を最後に掛け忘れないことも要注意です。
ピトー管で流速を出すとき、ガス密度はそのまま標準状態の値を使ってよい？
いけません。測定時の温度と絶対圧に補正してから使います。高温では密度が下がり、流速の計算結果が変わります。
測定点の静圧がゲージ圧で負のとき、絶対圧はどう求める？
大気圧に静圧（ゲージ）を足します。負の値なので結果として大気圧から引いた値になります。
出典
※ この記事の確認日：2026年6月