【２級ボイラー技士】第４回 蒸気の性質と水循環について【独学合格】
こんにちは、資格マニアのパル子です。今回は、２級ボイラー技士免許試験に出題される「蒸気の性質と水循環」について解説します。
過去問を分析して、特に出題頻度が高いところは太字にしておりますので、重点的に覚えましょう。
パルコ学長現在は会社員として働きながら、通勤時間や休日に一人でコツコツ動画を作っています。まだ更新頻度は高くありませんが、この『うたアカ』を、日本一楽しく学べるサイトにすることが夢です。皆さんからの『チャンネル登録』や『いいね』が一番の原動力になり、次の動画を作るスピードが上がります！ ぜひ応援よろしくお願いします。
コンテンツ
- 1 蒸気の性質
- 1.1 蒸気の一般的性質
- 1.2 飽和蒸気
- 1.3 過熱蒸気
- 2 水循環
- 3 次回の解説
- 4 今回の記事の過去問はこちら
- 5 このページを動画で見たい方
- 6 ２級ボイラー技士免許試験の解説一覧はこちら
- 7 本気で試験に受かりたい方への１冊
- 蒸気の性質
- 蒸気の一般的性質
- 飽和蒸気
- 過熱蒸気
- 水循環
- 次回の解説
- 今回の記事の過去問はこちら
- このページを動画で見たい方
- ２級ボイラー技士免許試験の解説一覧はこちら
- 本気で試験に受かりたい方への１冊
蒸気の性質
蒸気の一般的性質水を熱すると温度が上がり、沸騰が始まります。 水が沸騰する温度を、沸騰した時の圧力に対する飽和温度といいます。
一方で、そのときの圧力を、その温度に対する飽和圧力といいます。 飽和温度のときの水を飽和水、飽和温度のときの蒸気を飽和蒸気といいます。
標準大気圧のときの水の飽和温度は100℃で、圧力が高くなるに従って飽和温度は高くなります。 一方で、蒸発熱は、圧力が高くなるほど小さくなります。
そして、ある圧力に達すると蒸発熱は0になります。この点を臨界点といい、その圧力を臨界圧力、その温度を臨界温度といいます。
また、臨界圧力を超えた圧力を、超臨界圧力といいます。
ちなみに、蒸気の圧力、温度に対して，比体積，比エンタルピ，蒸発熱などの数値が示されている一覧表を蒸気表といいます。蒸気表では、圧力は、絶対圧力で記載されます。
飽和蒸気基本的に、ボイラーから発生する蒸気には，ごくわずかの水分が含まれています。
1kgの蒸気の中に、x kgの蒸気と(1-x)kgの水分が含まれている場合，xをその蒸気の乾き度、(1-x)を湿り度といいます。
水分を含んでいる蒸気を湿り蒸気といいます。これに対して、水分を含まない渇き度が１の蒸気を乾き飽和蒸気といいます。
通常は、ボイラーから出た蒸気は、乾き度0.95~0.98程度の湿り蒸気になっています。
過熱蒸気乾き飽和蒸気を更に熱すると、温度は飽和温度を超えて上昇します。
このような温度の蒸気を過熱蒸気といいます。加熱蒸気は、ボイラーから取り出した飽和蒸気をさらに過熱器で加熱することで得られます。同じ圧力下での過熱蒸気温度と飽和蒸気温度との差を過熱度といいます。
水循環
基本的に温められた空気や水は上に溜まるという性質があります。
ボイラーにおいても同じで、ボイラーの伝熱面近くにある温度の上昇した水や気泡を含んだ水は上昇し、そのあとに温度の低い水が流れてくることで、ボイラー内には、水の循環流ができます。
水管ボイラーでは、特に水の循環を良くするために、水と気泡の混合体が上昇する管（上昇管、蒸発管）と、水が下降する管（下降管、降水管）を区別して設計されているものが多いです。
水の循環が良いと伝熱面の温度が水温に近い温度に保たれますが、循環が不良であると気泡が停滞するなどして、伝熱面の損傷などの原因になります。
見ていただきありがとうございました。
次回の解説
【２級ボイラー技士】第5回 伝熱作用とボイラーの容量、熱効率について【独学合格】熱は温度の高い部分から低い部分に移動する。この現象を伝熱といい、伝熱作用は，熱伝導 、熱伝達、放射伝熱の三つに分けることができます。 熱伝導は、温度の一定でない物体の内部で，温度の高い部分から低い部分へ順次熱が伝わる現象をいいます。金属棒の一端を熱したとき，棒内を熱はもう一つの端へと伝わりますが、これは熱伝導によるものです。 伝導の良否を表すのに熱伝導率が用いられます。金属類の熱伝導率は大きく熱が通りやすく、れんが、保温材、水などは熱伝導率が小さく熱が通りにくくなっています。samplekazuichi.com今回の記事の過去問はこちら
【問題】水の飽和温度は、標準大気圧のとき100℃で、圧力が高くなるほど高くなる。
【解答】正しい。
【問題】飽和水の蒸発熱は、圧力が高くなるほど大きくなり、臨界圧力に達すると最大になる。
【解答】誤り。飽和水の蒸発熱は、圧力が高くなるほど小さくなり、臨界圧力に達すると0になる。
【問題】蒸気の重要な諸性質を表示した蒸気表中の圧力は、一般に絶対圧力で示される。
【解答】正しい。
【問題】乾き飽和蒸気は、乾き度が1の飽和蒸気である。
【解答】正しい。
【問題】過熱蒸気の温度と、同じ圧力の飽和蒸気の温度との差を過熱度という。
【解答】正しい。
【問題】ボイラー内で、温度が上昇した水及び気泡を含んだ水は上昇し、その後に温度の低い水が下降して水の循環流ができる。
【解答】正しい。
【問題】水管ボイラーは、水循環を良くするために、水と気泡の混合体が上昇する管と、水が下降する管を区別して設けているものが多い。
【解答】正しい。
【問題】水循環が良すぎると、熱が水に十分に伝わるので、伝熱面温度は水温より著しく高い温度となる。
【解答】誤り。水循環が良いと熱が水に十分に伝わり、伝熱面温度は水温に近い温度に保たれる。
【問題】水循環が不良であると気泡が停滞したりして、伝熱面の焼損、膨出などの原因となる。
【解答】正しい。
このページを動画で見たい方
動画で解説(横バージョン、YouTube)
動画で解説(縦バージョン、TikTok)
２級ボイラー技士免許試験の解説一覧はこちら
【独学合格講座】分かりやすい２級ボイラー技士試験こんにちは、労働安全衛生の専門家として働いているパル子です。こちらでは、２級ボイラー技士試験について分かりやすく解説します。samplekazuichi.com本気で試験に受かりたい方への１冊
試験突破の最も効率的な方法は過去問を解きまくることです。特に問題数が多く解説も丁寧な以下の過去問集をおすすめします。
リンク