第12回国試午後75問の類似問題

円管内を流れる粘性流体について誤っているのはどれか。

1: 粘性率は流れにくさを表わす。

2: レイノルズ数は流れの相似性を与える数値である。

3: 流速が速いほど乱流になりやすい。

4: 粘性が高いほど乱流になりやすい。

5: 層流の場合、ポアズイユの式が適用できる。

誤っているのはどれか。

a: 流体のずり応力とずり速度の比を粘性率という。

b: 粘性が流速や圧力などにより変化する流体をニュートン流体という。

c: ハーゲン・ポアゼイユの公式では流量は流体の粘性率に比例する。

d: 粘性率が0の流体を完全流体という。

e: 層流から乱流に変わる境界におけるレイノルズ数を臨界レイノルズ数という。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

断面積がA、3Aの2本のピストン管をつないで中に水を入れ、細い方のピストンにFの力を加えたとき正しいのはどれか。

a: 細い管の中の水の圧力はFを2Aで割った値となる。

b: 水の圧力は2本の管の内面すべてに垂直に作用する。

c: 太い方のピストンには3Fの力が生じる。

d: 太い管の中の水の圧力はFを3Aで割った値となる。

e: 水の代わりに油を入れると圧力は高くなる。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

ある断面積をもつ1本の円筒管の両端に圧力差を与えて流体を流した。次に、はじめの1/10の断面積の円筒管を10本並列にし、同じ圧力差で流体を流した。そのときの流量は、はじめの状態の何倍になるか。ただし、管内の流れは層流とする。

1: 1/10

2: 1/√10

3: 1

4: √10

5: 10

半径R、長さLの円管内を粘性率μの液体が流量Qで流れている。流れが定常な層流のとき、管の上流と下流の圧力差はどれか。

1: $ \frac {\pi R^{2}Q}{8\mu L}$

2: $ \frac {\pi R^{3}Q}{8\mu L}$

3: $ \frac {8\mu LQ}{\pi R^{4}}$

4: $ \frac {128\mu LQ}{\pi R^{3}}$

5: $ \frac {128\mu LQ}{\pi R^{4}}$

レイノルズ数について誤っているのはどれか。

1: 単位はPa・sである。

2: レイノルズ数が等しい流れは相似的である。

3: 臨界レイノルズ数を超えると流れが乱流になる。

4: 流速が同じ場合、粘性の大きな流体では値が小さくなる。

5: 流速が同じ場合、管の径が大きいほど値が大きくなる。

流体の運動について正しいのはどれか。

a: 円管内の定常流では平均流速と円管断面積との積は場所によらず一定である。

b: 粘性率がずり速度によって変化する流体をニュートン流体という。

c: 臨界レイノルズ数を超えると粘性率はゼロとなる。

d: ベルヌーイの定理によれば動圧と静圧との和が流速に比例する。

e: 粘性率が零の完全流体では流体が流れても力学的エネルギーは消費されない。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

正しいのはどれか。

a: 圧力は単位体積あたりに作用する力である。

b: パスカルの原理に従えば流体の圧力は体積に比例する。

c: 圧力が流体内部のあらゆる方向に作用する現象を連続の定理という。

d: 地表における大気圧は水銀柱で約760mmである。

e: 流れの様子が常に変化している流れを非定常流という。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

粘性率4×10^-3Pa・Sの流体が内径3mmの直円管内を平均速度12 cm/Sで流れている。粘性率1×10^-3Pa･Sの流体を内径9mmの直円管内に流したときに、相似(レイノルズ数が同じ)になる平均速度[cm/S]はどれか。ただし、流体の密度はすべて等しいとする。

1: 0.25

2: 1

3: 9

4: 16

5: 144

ある円筒管の両端に圧力差を与えて流体を流す場合と比べて、この円筒管の1/1000の断面積を持つ細い管を1000本並列にして同じ圧力差で流体を流す場合、流量は何倍になるか。ただし、太いほうの円筒管内の流れは層流とする。

1: 1

2: 1/10

3: 1/100

4: 1/1000

5: 1/10000

粘性率$1×10^{-3}Pa・s$の粘性流体が内径1cmのまっすぐな円筒管内を流速10cm/sで流れている。これと相似な流れはどれか。ただし、流体の密度はすべて等しいとする。

1: 粘性率$1×10^{-3}Pa・s$,管内径2cm,流速20cm/s

2: 粘性率$1×10^{-3}Pa・s$,管内径0.5cm,流速5cm/s

3: 粘性率$2×10^{-3}Pa・s$,管内径0.5cm,流速10cm/s

4: 粘性率$2×10^{-3}Pa・s$,管内径1cm,流速20cm/s

5: 粘性率$2×10^{-3}Pa・s$,管内径2cm,流速20cm/s

正しいのはどれか。（生体物性材料工学）

a: 血液は非ニュートン流体である。

b: 毛細血管の流れは乱流である。

c: 脈波伝搬速度は血管壁が軟らかいほど早い。

d: ポアズイユの式では流量は半径の2乗に比例する。

e: 細い血管で赤血球が中央部に集中する現象をシグマ効果という。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

正しいのはどれか。

a: レイノルズ数は流れの慣性力と粘性力との比を表す無次元数である。

b: 健常人の血液粘性率は水の3~5倍である。

c: 粘性が流速に関係なく一定の場合は非ニュートン流体とよばれる。

d: 圧差一定の層流では流量は円管内径の2乗に比例する。

e: ヘマトクリット値が増加すると血液粘性率は増加する。

1. a b c　2. a b e　3. a d e　4. b c d　5. c d e

半径 R、長さ L の円管内を粘性率 n の液体が流量 Q で流れている。流れが定常な層流のとき、管の上流と下流の圧力差はどれか。

正しいのはどれか。

a: 断面積Aのピストンを力Fで押したときピストンの中の液体に生じる圧力はAFである。

b: 静止している液体中の圧力の大きさは同一水平面内では位置によらず同一である。

c: パスカルの原理を利用すれば小さな力から大きな力を発生させることができる。

d: 絶対真空を基準にして測定した圧力を真空圧力という。

e: 地表に置いた物体は水銀柱で50cmの大気圧を受ける。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

誤っているのはどれか。

1: 大動脈中の流れは常に層流である。

2: レイノルズ数が約2,000を超えると層流から乱流へ変わる。

3: パアズイユの流れでは、流量は管径、管長、両端での圧力差に依存する。

4: 生体組織は粘性と弾性をあわせもる。

5: 生体組織の伸びの弾性はヤング率で表される。

流体力学について誤っているのはどれか。

1: 流体の粘性率の単位は〔Pa/s〕である。

2: 乱流とは流れの流線が入り乱れている状態である。

3: レイノルズ数とは流れの状態を表わす無次元数である。

4: 血液は非ニュートン流体である。

5: ベルヌーイの定理は粘性率が0の流体で成立する。

円管の中を粘性流体が層流で流れている。同じレイノルズ数になるのはどれか。

a: 平均流速 0．5 倍、円管の長さ 2 倍

b: 粘性率 2 倍、円管の長さ 0．5 倍

c: 平均流速 2 倍、円管の内径 2 倍

d: 平均流速 0．25 倍、円管の内径 4 倍

e: 粘性率 2 倍、円管の内径 2 倍

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

水タンクをある高さに固定して内半径rのチューブを接続したところ、流量Qで流れた。同じ長さで内半径2rのチューブを接続した場合の流量はQの何倍か。ただし、流れは層流であるとする。

1: $1/16$

2: $1/4$

3: 1

4: 4

5: 16

図のように断面積が半分になる流路がある。断面Aから断面Bに流れるときAと比較したBでの流速と静圧で正しいのはどれか。

1: 流速は遅く、静圧は高くなる。

2: 流速は遅く、静圧は低くなる。

3: 流速は速く、静圧は高くなる。

4: 流速は速く、静圧は低くなる。

5: 流速は早くなり、静圧は変化しない。