2011 熱と流体の流れの基礎

8問 • 2年前

問題一覧

円管内の流れにおいて管断面平均流速をw、管内直径をD、流体の動粘性をνとすると、レイノルズ数は( 1 )と定義される。そのレイノルズ数Reの値がおよそ( 2 )以下では一般に流れは層流である。レイノルズ数の定義から、同じ流速の流れでは管が( 3 )ほど、また、流体の動粘性率が( 4 )ほど、レイノルズ数は小さくなるので層流になりやすい。層流の場合の管摩擦係数fは f= ( 5 ) と表される。一方、乱流の場合には、層流の場合に比べて管摩擦係数fのレイノルズ数Reによる( 6 )。内面が粗い管の管摩擦係数fは、レイノル数が大きな領域でレイノルズReに無関係な一定値となるので、同じ流速の流れでは粗い直円管内の流れの圧力損失は、間の長さに( 7 )し、管内直径に( 8 )する。

wD/ν, 2000, 細い, 高い, 64/Re, 変化は小さい, 比例, 反比例

ポンプ内のある点の圧力がその温度における( 1 )以下になると、その部分に沸騰現象が起こる。沸騰により発生する気泡の急速な成長と崩壊は( 2 )と呼ばれ、大きな衝撃圧力の発生によりポンプに損傷を与える。

飽和蒸気圧, キャビテーション

ポンプの揚程曲線における右上がりの減量域(吐出し量の減少につれて揚程も減少する領域)で運転すると激しい脈動、振動が発生し、ついには運転不能になることがある。この現象は( ? )と呼ばれる。

サージング

ポンプが急停止した場合、管路の流速、圧力の急激な変化によって( 1 )が起こることがある。その防止策のひとつとして( 2 )が挙げられる。

水撃作用, サージタンクの設置

物体(個体)内のある位置での熱の流れに直角な面を考えるとき、その単位面積を単位時間に通過する熱量は( 1 )と呼ばれる。この( 1 )はその位置における熱の( 2 )の温度勾配に( 3 )する。この比例係数は物体の物質固有の値を示し、( 4 )と呼ばれる。この関係式のことを( 5 )の式と呼ぶ。

熱流束, 流れる方向, 比例, 熱伝導率, フーリエ

物体(個体)内のある位置での熱の流れに直角な面を考えるとき、その単位面積を単位時間に通過する熱量は( 1 )と呼ばれる。この( 1 )はその位置における熱の( 2 )方向の温度勾配に( 3 )する。この比例係数は物体の物質固有の値を示し、( 4 )と呼ばれる。この関係式のことを( 5 )の式と呼ぶ。

熱流速, 流れる方向, 比例, 熱伝導率, フーリエ

個体壁面とその面に接して流れる流体との間の熱移動は( 1 )と呼ばれる。このときの単位時間あたりの電熱量は、壁面温度と流体温度との温度差、電熱面積、そして( 2 )の積で表される。

熱伝達, 熱伝達率

放射伝熱について考える。物体はその( 1 )に応じた強度で電磁波としてエネルギーを放出する。この電磁波としてのエネルギーのやり取りが放射伝熱である。ステファン・ポルツマンの法則によれば、黒体表面から単位時間、単位面積当たりに射出される電磁波エネルギーは( 1 )の( 2 )乗に比例する。実際の物体表面は黒体ではなく、放射率は1より小さく、また、波長によって放射率が変化する。ここで放射率が全波長にわたって一定であり、温度によっても変化しない物体を想定し、これを( 3 )と呼ぶ。実際に放射伝熱を計算する場合には、物体表面同士がどのような幾何学的位置にあるかも重要である。ある面から射出された全放射エネルギーのうち別の面に直接入射するエネルギーの割合を( 4 )という。

絶対温度, 4, 灰色体, 形態係数

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