油圧・空気圧計算問題

空気圧システムで、タンク圧力が0.8 MPa、流量が12 L/minのとき、パイプ内の流速が4 m/sである場合、必要なパイプの内径(mm)は約いくつか。(ただし、1 L/min = 1.667×10⁻⁵ m³/sとする)

A.8.2 mm← 正解
✓ 正解です。Q = 12 × 1.667×10⁻⁵ = 2.0×10⁻⁴ m³/s。A = Q/v = 2.0×10⁻⁴ ÷ 4 = 5.0×10⁻⁵ m²。d = √(4A/π) = √(6.366×10⁻⁵) ≈ 0.00798 m ≈ 8.2 mm。
B.12.5 mm
✗ 断面積から直径を求める式 d = √(4A/π) の適用が誤っています。正答は約8.2 mm です。
C.6.8 mm
✗ 流量と流速の比から面積を求める際に計算を誤っています。A = Q/v = 2.0×10⁻⁴ ÷ 4 = 5.0×10⁻⁵ m² が正しい断面積です。
D.10.1 mm
✗ 流速を過小に評価した計算です。パイプの必要内径は流量と流速の正確な関係から求める必要があります。