正答4
解説
正解は4です。
ボイラー内で水が自然に循環するしくみと、圧力が循環力に与える影響を問う問題です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
【選択肢別解説】
1:× 正しい記述です。
加熱されて温度が上がった水や気泡を含む水は密度が小さいので上昇します。
代わりに温度の低い重い水が下降し、自然に循環流ができます。
2:× 正しい記述です。
丸ボイラーは伝熱面の多くがボイラー水の中にあり、水の対流が容易です。
そのため、特別な水循環の経路を設ける必要がありません。
3:× 正しい記述です。
水管ボイラーでは、気水混合体が上昇する管(上昇管)と、水が下降する管(降水管)を区別して設けることが多いです。
4:○ 誤った記述です。
高圧になるほど蒸気と水の密度差が小さくなる点は正しいです。
しかし、循環力は密度差によって生じるので、密度差が小さくなると循環力は強くなるのではなく弱くなります。
5:× 正しい記述です。
水循環が良いと伝熱面から水へ熱が十分に運び去られます。
その結果、伝熱面の温度は水温に近く保たれ、過熱を防げます。
【ポイント】
自然循環力の源は「水と蒸気の密度差」です。
高圧では密度差が小さく循環力が弱まるため、高圧の水管ボイラーでは強制循環式が採用されます。