1級管工事施工管理技士 (第一次検定) 機械工学等(環境・流体・電気・建築の基礎) 練習問題 第3問: 水平に置かれた管路を、非圧縮性の流体が定常的に流れている。流線に沿って外部とのエネルギーの出入りがないとき、ベルヌーイの定理から導かれる記述として、適当なものは
機械工学等(環境・流体・電気・建築の基礎)
– / 18 解いた
第3問
水平に置かれた管路を、非圧縮性の流体が定常的に流れている。流線に沿って外部とのエネルギーの出入りがないとき、ベルヌーイの定理から導かれる記述として、適当なものはどれか。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 1. 管が細くなり流速が増す部分では、静圧が低くなる。
「管が細くなり流速が増す部分では、静圧が低くなる」が適当です。NASAグレン研究センターの解説「Bernoulli's Equation」は、非圧縮性の流れでは流線に沿って静圧と動圧の和が一定で、この一定値を全圧と呼ぶこと、動圧は密度に流速の2乗を掛けて2で割った値であることを示しています。
静圧は流れの中で周りに及ぼす圧力、動圧は流れの速さが持つ圧力の分です。全圧が一定なので、縮流部で流速が増えて動圧が大きくなれば、その分だけ静圧は下がります。
「動圧は、流体の密度と流速の積の2分の1」は、流速の2乗を1乗にした誤りで、動圧は流速の2乗に比例します。「流速が増す部分では、全圧も大きくなる」は、エネルギーの出入りがない流れでは全圧が流線に沿って一定であることと合いません。
「全圧は、静圧から動圧を引いた値」は定義の取り違えで、全圧は静圧と動圧の和です。全圧=静圧+動圧は流線に沿って一定なので、流速が増した所では静圧が下がる、と覚えましょう。
関連キーワード: ベルヌーイの定理・静圧・動圧・全圧・流体
広告