1種冷凍学識計算11月試験攻略-問5:平成28年度

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R410A冷凍装置の円と同圧力容器を設計した。

 最初の仕様が過去問に無い。けども、どうってことない!?

第一種冷凍機械責任者試験 平成28年度 問5(11月試験)

問5 下記の仕様で、屋外に設置するR410A冷凍装置の円筒胴圧力容器(高圧受液器)を設計したい。 この圧力容器について、次の(1)の聞に答えよ。また、(2)および(3)の問に、解答用紙の所定欄に計算式を示して答えよ。

(20点)

第一種冷凍機械責任者試験問5(平成28年度)の仕様

(1) 使用鋼板の許容引張応力の値とその値の求め方を答えよ。

(2) 設計可能な最大の円筒胴の内径Di(mm)を整数値で求めよ。

(3) (2)で求めた円筒胴に取り付ける、さら形鏡板の最小板厚t(mm)を整数値で求めよ。

 ただし、さら形鏡板の中央部の内面の半径RはR=Di、鏡板の形状に関する係数WはW=l.54とし、鏡板には容接継手はないものとする。

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(1) 使用鋼板の許容引張応力の値とその値の求め方を答えよ。

 さて、どうしましょ。て感じかな。答え方は2種冷凍「学識」の問10当たりに出題されるSM400Bの許容引張応力応力の問題から引っ張り出しましょ。(1種冷凍の「保安」は不明)

 この過去問題ページを見てください。
  2種冷凍「保安・学識」攻略 「材料の記号」 「SM400Bの許容引張応力(左メニュー)

 テキストは、『SIによる 上級 冷凍受験テキスト:日本冷凍空調学会』 <9次:P168左上 12.1.3 許容引張応力<8次:P162左上 12.1.3 許容引張応力と、 <9次:P168左~ 12.2 材料の記号<8次:P162左~ 12.2 材料の記号です。


  答え SMB400は、最小引張強さが400 N/mm2である。SM400Bの許容引張応力は、最小引張強さの1/4としているので、400×1/4 = 100 N/mm2である。


 こんな感じでどうかな。記憶にとどめていても、記述となると書くことができないのでヤバイかもしれない。「許容引張応力は、最小引張強さの1/4、100 N/mm2」が含まれる文章であれば点をもらえるような気がします。

 健闘を祈る。 勝利のカツ丼勝利のカツ丼

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(2) 設計可能な最大の円筒胴の内径Di(mm)を整数値で求めよ。

 平成23年度の(1)の解答をほとんどコピペしました。
  • 腐れしろαは屋外設置なので、α=1mmとする。
  • 許容引張応力σaはSM400Bなので、σa=100N/mm^2とする。

 次式よりDiを求める。(テキスト<9次:P179左 (12.8)式><8次:P172左 (12.8)式>

式の変形が面倒だなぁ…。本番では、変形過程は記述しなくても全然良いです。参考に書いておきまする。

1種冷凍学識平成23年度問5 限界圧力(最高使用圧力)P計算式の変形Diを求める。式

 じゃ、数値代入しましょう。

1種冷凍学識平成28年度問5 Diを求める式へ数値代入。

 小数点以下は切り捨てる ← これを間違えると、 0点 かも。

  答え  Di = 368 (mm)

 切り捨てせず四捨五入して(369mm)とすると、致命的なエラーなので、 0点 かもしれない。

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(3) (2)で求めた円筒胴に取り付ける、さら形鏡板の最小板厚t(mm)を整数値で求めよ。

 平成23年度の(2)の解答をほとんどコピペしました。

 鏡板の計算なので…、ま、頑張って公式覚えてください。

 半球系鏡板の必要板厚tは、

1種冷凍学識平成28年度問5 さら形鏡板の必要板厚t求める式
  テキスト<9次:P179右 (12.11)式><8次:P173左 (12.11)式>(設問に準じて、taをtとしています。)

  • 腐れしろ α = 1mm
  • さら形形状に関する係数 W = 1.54
  • 鏡板には継手がないので η = 1
  • RはDiと同じなので R = 368mm

 さら形形状に関する係数W=1.54と、鏡板の内面半径R=Diは、(3)の設問内で指定されている。

 η = 0.7としないように、設問のη = 0.7は円筒胴板のηです。鏡板の場合は溶接継手がないのでη = 1である。テキストを読んで下さい。


 では、数値代入して一気に。

1種冷凍学識平成28年度問5 さら形鏡板の必要板厚t求める式へ数値代入

 小数点以下を切り上げる ← これを間違えると、 0点 かも。

 切り上げせず四捨五入する(9mm)とか、整数値ではない9.4mmとか、だと致命的なエラーなので、 0点 かもしれない。

 健闘を祈る。

  答え  t = 10 (mm)

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訂正箇所履歴

【2017(H29)/02/25 新設】

  • 平成27年度 問5(11月試験) → 平成28年度 問5(11月試験) (2017/05/11)
  • 数式の画像や解説など全般的に見直し。(2017(H29)/05/11)
  • (1)の文章を少々見直し。(2019(H31)/04/06)
  • 『上級 冷凍受験テキスト』9次改訂版に対応。(2023(R05)/08/09)

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