流体工学

流体工学は、1級管工事施工管理技士 第一次検定の平成29年度〜令和8年度（10回）のうち10回で出題された論点です（収録730問中30問・重要度A）。出題されるのは一般基礎です。

覚える要点

• 全圧＝静圧＋動圧で、動圧はρv²/2（空気1.2kg/m³なら0.6v²）。圧力損失は全圧の差で求め、下流の値から上流の静圧を求めるときは損失を足す
• 直管の圧力損失は粘性による摩擦で生じ、ダルシー・ワイスバッハの式により管摩擦係数・管長・流速の2乗に比例し、管内径に反比例する（流速3倍で9倍、1/2で1/4倍）
• レイノルズ数Re＝vd/νは慣性力と粘性力の比で、流速・管内径に1乗で比例し、円管では約2,000未満なら層流。動粘性係数νは粘性係数を密度で割った値（速度で割るは誤り）
• ニュートン流体のせん断応力は速度勾配に比例し、比例定数は粘性係数（動粘性係数ではない）。粘性係数は液体では温度が上がると小さく、気体では大きくなる。粘性の影響は壁面近くで顕著
• 小孔からの流出速度はトリチェリの定理でv＝√(2gH)となり、密度に関係せず水頭の平方根に比例する（水位3倍で√3倍）。毛管現象は表面張力による現象で、トリチェリの定理やジュコフスキーの式とは関係がない
• ウォーターハンマーの圧力上昇はジュコフスキーの式ΔP＝ρaΔvで、密度・圧力波の伝わる速さ・流速の変化に比例する。弾性係数の小さい硬質塩化ビニル管は鋼管より起きにくい
• 連続の式から管内径が1/2になると断面積は1/4、流速は4倍。くびれ部では流速が最大で静圧が最小になり、完全流体なら全圧と流量はどこでも一定。ピトー管で測る流速は差圧の平方根に比例する
• キャビテーションは静圧が局部的に飽和蒸気圧以下になって気泡が出る現象、サージングは外部の強制力なしに流量・圧力が周期的に変動する現象、カルマン渦は円柱などの下流に交互にできる渦

勉強のしかた：毎回3問の必須問題で、1問はほぼ毎回ベルヌーイの定理（全圧・静圧・動圧）の計算。ダルシー・ワイスバッハの式の比例関係、レイノルズ数と動粘性係数、トリチェリの定理、ウォーターハンマーの圧力上昇が繰り返し出るので、式の形で覚えて比で計算する。

この論点の引っかけ・間違えやすい点

収録している過去問の解説から、流体工学で間違えやすい点を集めました。

• 令和8年度 問題A No.2：圧力損失は管摩擦係数に比例し、流速の2乗に比例し、管内径に反比例する。流速の2乗の効きが最も大きい。
• 令和8年度 問題A No.3：内径が1/2になると断面積は1/4になり、風速は4倍になる。内径の比をそのまま掛けないこと。
• 令和8年度 問題A No.4：サージング＝自励的な周期変動、ウォーターハンマー＝弁の急閉などによる急激な圧力上昇、と区別する。
• 令和7年度 問題A No.2：Reは流速にも管内径にも1乗で比例する。流速か管内径を小さくするとReは小さくなる。
• 令和7年度 問題A No.3：圧力損失は上流側の全圧に「足す」。下流の値から上流を求めるときに引いてしまう誤りに注意する。
• 令和7年度 問題A No.4：ΔP = λ(L/D)(ρv²/2)。管長に比例、管内径に反比例、流速の2乗に比例と覚える。

この論点の問題

同じ分野で出る論点

一般基礎では次の論点も問われます（問題の多い順）。まとめて対策すると得点が安定します。

出題実績は資格試験対策.netが平成29年度〜令和8年度の収録問題を集計したものです。要点と解説は当サイトの独自コンテンツです。最終更新 2026年10月26日（月）。