電験三種 平成29年度(2017) 電力 問2 過去問解説
次の文章は，水車のキャビテーションに関する記述である。
運転中の水車の流水経路中のある点で（ア）が低下し，そのときの（イ）以下になると，その部分の水は蒸発して流水中に微細な気泡が発生する。その気泡が（ア）の高い箇所に到達すると押し潰され消滅する。このような現象をキャビテーションという。水車にキャビテーションが発生すると，ランナやガイドベーンの壊食，効率の低下，（ウ）の増大など水車に有害な現象が現れる。
吸出し管の高さを（エ）することは，キャビテーションの防止のため有効な対策である。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）流速，（イ）飽和水蒸気圧，（ウ）吸出し管水圧，（エ）低く
- (2) （ア）流速，（イ）最低流速，（ウ）吸出し管水圧，（エ）高く
- (3) （ア）圧力，（イ）飽和水蒸気圧，（ウ）吸出し管水圧，（エ）低く
- (4) （ア）圧力，（イ）最低流速，（ウ）振動や騒音，（エ）高く
- (5) （ア）圧力，（イ）飽和水蒸気圧，（ウ）振動や騒音，（エ）低く
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正解は(5)
解説
【考え方】水は、圧力が下がると、ふだんより低い温度でも沸とうします。これがキャビテーション（泡ができてつぶれる現象）のもとです。
キャビテーションの条件：水の圧力 ≦ 飽和水蒸気圧（その温度で水が沸とうしはじめる圧力）
■1 (ア)(イ) 泡ができるしくみ
水車の中で、流れが速くなって圧力が下がります。→ (ア) 圧力
圧力が飽和水蒸気圧より低くなると、小さな泡ができます。→ (イ) 飽和水蒸気圧
「流速」「最低流速」ではありません。
■2 (ウ) 起こる害
泡は、圧力の高いところに来るとつぶれます。このとき強い力が出て、ランナ（水車の羽根車）などをけずります。
ほかにも、効率が下がったり、振動や騒音が大きくなったりします。→ (ウ) 振動や騒音
■3 (エ) 防ぐ方法
吸出し管（水車の出口から放水路までの管）を高くすると、水車の出口の圧力が下がります。
だから、吸出し管の高さを低くすると防止に役立ちます。→ (エ) 低く
答えは(5)ピヨ。
出典：平成29年度（2017） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問2