2級管工事施工管理技士 (第一次検定) 機械工学等(計算の基礎) 練習問題 第20問: 内径 0.05 m の円管内を、水が平均流速 1.2 m/s で流れている。水の動粘性係数を 1.0×10⁻⁶ m²/s とするとき、この流れのレイノルズ数とし
機械工学等(計算の基礎)
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第20問
内径 0.05 m の円管内を、水が平均流速 1.2 m/s で流れている。水の動粘性係数を 1.0×10⁻⁶ m²/s とするとき、この流れのレイノルズ数として、正しいものはどれか。
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: 3. 6.0×10⁴
「6.0×10⁴」が正しい値です。円管内の流れのレイノルズ数は、Re = 平均流速 × 管の内径 ÷ 動粘性係数 で求めます。
代入すると Re = 1.2 m/s × 0.05 m ÷ (1.0×10⁻⁶ m²/s) = 0.06 ÷ 0.000001 = 60,000 = 6.0×10⁴ です。分子の m/s × m は m²/s となり、分母の動粘性係数の m²/s と打ち消し合うので、レイノルズ数は単位を持たない数になります。
「3.0×10⁴」は内径の代わりに半径 0.025 m を使った値で、円管では代表の長さに内径をとります。「2.4×10⁷」は内径を掛けずに割った 1.2 ÷ (0.05 × 1.0×10⁻⁶) の値です。
「2.4×10¹」は平均流速を内径で割った 1.2 ÷ 0.05 = 24 で、動粘性係数を使っていません。代入の前に長さを m、動粘性係数を m²/s にそろえ、単位が打ち消し合うことを確かめると取り違えを防げます。
関連キーワード: レイノルズ数・動粘性係数・管内の流れ・単位の換算
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