化学工学技師（基礎）2022年B3

ネットを探しても見つからなかったので、自分で回答を作った。解いてみると変化球なしのオーソドックスなポンプの問題だった。性能曲線と関数化した圧力損失の交点を求めることを理解していれば８割がた解けるのではないだろうか。

解説

貯槽からヘッドタンクに水を汲み上げるので、こんなフローをイメージする。圧力損失は流速の2乗に比例する。（流体力学）

hr = Q^2 + 5

余談だが流れが全くなくても発生する圧力損失『5m』とはポンプで汲み上げる高さだ。

さて、ポンプの能力haと圧力損失hrがバランスする流量が答えになる。ha = hr としてQを求める。ここでhに付いている小文字の意味を補足する。a:Available r:Require

次にポンプの直列つなぎ。電池といっしょだ。高校で電池はポンプと習ったと思う。直列に繋ぐと圧力（電圧）２倍だ。直列繋ぎの性能曲線(ha’)は下図の通り。すなわち、ha’ = 2ha だ。

hrとの交点が右上にずれた。流量も揚程も増えた。並列のときは下図のようになる。流量２倍だ。

こちらも交点は右上にずれた。流量も揚程も増加するのが分かる。