専門科目 機械部門 流体工学
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- 正解済みまだ正解していませんQ1
水平に置いた水の管路の2点を、水銀を入れたU字管マノメータでつないだ。水銀面より上の部分と連結管は水で満たされている。水が流れているとき、U字管の一方の水銀面は流れがないときの位置から75 mm下がり、他方は75 mm上がった。水の密度を1.0×10³ kg/m³、水銀の密度を13.6×10³ kg/m³、重力加速度を9.8 m/s²とする。2点の圧力差に最も近い値はどれか。
正解: 5. 18.5 kPa
解説: 2点の圧力差は約18.5 kPaです。静止した同じ流体の中では同じ高さの点の圧力が等しく、液柱の圧力は密度と高さに比例します（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.3…
関連キーワード: U字管マノメータ・静水圧・圧力差・水銀
- 正解済みまだ正解していませんQ2
幅2.0 mの長方形の鉛直な水門が、片側だけで水を受けている。水門の下端は水底にあり、水深は3.0 mで、水門は水面から水底までをふさいでいる。水の密度を1.0×10³ kg/m³、重力加速度を9.8 m/s²とし、大気圧は水門の両側で打ち消し合うものとする。水門が水から受ける水平方向の全圧力の大きさに最も近い値はどれか。
正解: 5. 88.2 kN
解説: 全圧力は約88.2 kNです。水中の深さyの点のゲージ圧はp＝ρgyで、深さに比例します（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.3 Relationship Betw…
関連キーワード: 静水圧・全圧力・図心・圧力中心・水門
- 正解済みまだ正解していませんQ3
水面の高さが一定に保たれた大きな水槽の側壁に、直径20 mmの小さな円形の穴（オリフィス）がある。水面は水槽の底から3.0 m、穴の中心は底から0.50 mの高さにある。流量係数を0.60、重力加速度を9.8 m/s²とし、水面と噴流の圧力はともに大気圧とする。穴から流れ出る水の流量に最も近い値はどれか。
正解: 4. 1.32 L/s
解説: 流量は約1.32 L/sです。損失がなければ、位置・速度・圧力の各ヘッドの和（全ヘッド）が一定です（ベルヌーイの定理。DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.3 Ber…
関連キーワード: オリフィス・トリチェリの定理・ベルヌーイの定理・流量係数
- 正解済みまだ正解していませんQ4
空気の流れの中にピトー静圧管を置き、全圧と静圧の差を水を入れたU字管マノメータで測ったところ、水柱の高さの差は30 mmであった。空気の密度を1.2 kg/m³、水の密度を1.0×10³ kg/m³、重力加速度を9.8 m/s²とし、空気は非圧縮とみなして、マノメータ内の空気柱の重さは無視する。空気の流速に最も近い値はどれか。
正解: 4. 22.1 m/s
解説: 空気の流速は約22.1 m/sです。非圧縮の流れでは静圧と動圧（密度×速度の2乗÷2）の和が全圧で一定になり、ピトー静圧管は全圧と静圧を測ってこの関係から速度を求めます（NASA Glenn Research Center: Bernoulli's Equation）。全圧と静圧…
関連キーワード: ピトー静圧管・動圧・ベルヌーイの定理・マノメータ
- 正解済みまだ正解していませんQ5
内径30 mmの円管内を、平均流速0.16 m/sで水が流れている。水の密度を1.0×10³ kg/m³、粘度（粘性係数）を1.2×10⁻³ Pa·sとする。臨界レイノルズ数を2 300とし、レイノルズ数がこれより小さければ層流、大きければ乱流と判定するとき、この流れのレイノルズ数Reと流れの状態の組合せとして、最も適切なものはどれか。
正解: 1. Re＝4 000、乱流
解説: レイノルズ数は4 000で、流れは乱流です。円管の流れでは、内径Dを代表長さとしてRe＝ρVD/μで、慣性力と粘性力の比を表す無次元数です（NASA Glenn Research Center: Reynolds Number、DOE Fundamentals Handbook …
関連キーワード: レイノルズ数・層流・乱流・動粘度・粘度
- 正解済みまだ正解していませんQ6
内径20 mm、長さ100 mの水平な円管内を、水が平均流速0.080 m/sで流れている。水の動粘度を1.0×10⁻⁶ m²/s、重力加速度を9.8 m/s²とし、流れは層流で、管の入口付近で速度分布が変わっていく区間の影響は無視できるものとする。管摩擦による損失ヘッドに最も近い値はどれか。
正解: 2. 0.0653 m
解説: 損失ヘッドは約0.0653 mです。直管の摩擦による損失ヘッドは、管摩擦係数λ・管の長さLと内径Dの比・速度ヘッドV²/2gの積で表されます（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Fl…
関連キーワード: ダルシー・ワイスバッハの式・管摩擦係数・層流・損失ヘッド・ハーゲン・ポアズイユ
- 正解済みまだ正解していませんQ7
円管内の流れと管摩擦による損失に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
正解: 3. 円管内の十分に発達した層流の速度分布は放物線で、中心流速は平均流速の2倍になる。
解説: 「円管内の十分に発達した層流の速度分布は放物線で、中心流速は平均流速の2倍になる」が適切です。DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.3 Flow Velocity P…
関連キーワード: 層流・速度分布・管摩擦係数・損失ヘッド・乱流
- 正解済みまだ正解していませんQ8
ノズルから水平に噴き出した直径30 mm、速度20 m/sの水の噴流が、静止した大きな平板に垂直に当たり、板に沿って噴流と直角な方向へ流れ去る。水の密度を1.0×10³ kg/m³とし、重力と摩擦の影響は無視する。噴流が平板に及ぼす力の大きさに最も近い値はどれか。
正解: 2. 283 N
解説: 平板が受ける力は約283 Nです。力は運動量の時間変化に等しいので（NASA Glenn Research Center: Conservation of Momentum）、噴流と板を囲む検査体積をとり、噴流の向きの運動量の出入りを考えます。流入する運動量は毎秒ρQV、板に沿っ…
関連キーワード: 運動量の法則・噴流・検査体積・質量流量
- 正解済みまだ正解していませんQ9
物体の表面に沿う流れの境界層に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
正解: 3. 下流に向かって圧力が上がる所では、境界層ははく離しやすい。
解説: 「下流に向かって圧力が上がる所では、境界層ははく離しやすい」が適切です。NASA Glenn Research Center: Boundary Layer は、境界層の中の流れは主流に比べてエネルギーが低く、圧力の変化に動かされやすいので、物体の表面からはく離することがあると述…
関連キーワード: 境界層・はく離・逆圧力勾配・すべりなし条件
- 正解済みまだ正解していませんQ10
軸動力7.5 kWで運転している渦巻ポンプが、水を毎分1.5 m³の流量で送っている。ポンプ効率を0.70、水の密度を1.0×10³ kg/m³、重力加速度を9.8 m/s²とする。このポンプの全揚程に最も近い値はどれか。
正解: 2. 21.4 m
解説: 全揚程は約21.4 mです。ポンプが水に与える動力（水動力）は、単位質量あたりの仕事gHに質量流量ρQを掛けたρgQHです。ポンプ効率は理想のポンプに要る仕事と実際に要る仕事の比で（DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Tr…
関連キーワード: ポンプ・軸動力・水動力・全揚程・ポンプ効率
- 正解済みまだ正解していませんQ11
粘度や動粘度など、流体の粘り気を表す量とその性質についての記述として、最も適切なものはどれか。ただし、流体はいずれも常温・常圧付近にあるものとする。
正解: 1. 液体の粘度は温度が上がると小さくなり、気体の粘度は大きくなる。
解説: 「液体の粘度は温度が上がると小さくなり、気体の粘度は大きくなる」が適切です。DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Vol.3 Viscosity は、粘度は温度に強くよるが圧…
関連キーワード: 粘度・動粘度・ニュートン流体・理想流体
- 正解済みまだ正解していませんQ12
理想気体の圧縮性の流れ（ノズル内の流れと音速）に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。
正解: 1. 先細ノズルでは、背圧をどれだけ下げても、出口のマッハ数は1を超えない。
解説: 「先細ノズルでは、背圧をどれだけ下げても、出口のマッハ数は1を超えない」が適切です。NASA Glenn Research Center: Mass Flow Choking は、質量流量にはマッハ数1で最大の限界があり（チョーク）、断面積の変わる管では最も狭い所でチョークすると…
関連キーワード: チョーク・先細ノズル・マッハ数・音速・圧縮性流体
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専門科目 機械部門 流体工学の出題傾向 — 収録全12問の分析
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専門科目 機械部門 流体工学 — よくある質問
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- 技術士 第一次試験の合格基準は「基礎科目（15点満点）・適性科目（15点満点）・専門科目（50点満点）の各々の得点が50%以上（基礎・適性は1問1点で8点以上、専門は1問2点で26点以上）」です。科目別の条件は「3科目のそれぞれで50%以上の得点が必要です（1科目でも50%未満なら不合格。免除される科目を除く）」です。サイト内のカテゴリ分けと本試験の科目区分は一致しない場合があります。専門科目 機械部門 流体工学の正答率だけで合否を判断せず、間違えた問題の内容と、本試験で適用される基準を確認してください。