第21回国試午後73問の類似問題

内直径10mmの円管の中を動粘度4×10-6㎡/sの流体が速度1m/sで流れているときのレイノルズ数はどれか。ただし、動粘度は(粘度)／(密度)である。(医用機械工学)

1: 40

2: 250

3: 400

4: 2500

5: 4000

定常流の定義として正しいのはどれか。

1: ある断面を単位時間内に通過する流体の量が時間的に変化しない。

2: 流速がどこでも同じ値をとる。

3: 連続の方程式が成り立つ。

4: ずり速度がどこでも同じ値をとる。

5: 流線が時間的に変化しない。

血液では、流速が小さいときよりも大きいときのほうが粘性率が小さい。この性質を表すのはどれか。

1: ポアゼイユの流れ

2: ベルヌーイの定理

3: レイノルズ数

4: 非ニュートン流体

5: トリチェリの定理

非ニュートン流体について正しいのはどれか。

a: 密度が流速によって変化する。

b: 血液の非ニュートン性を決めているのは血漿である。

c: 流れる際に力学的エネルギーは消費されない。

d: 赤血球は血液の非ニュートン性に大きな影響を及ぼす。

e: キャッソンの式は血液の流れを表すのに適した実験式である。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

正しいのはどれか。

1: 粘性流体のずり速度のSI単位はm/sである。

2: 生体軟組織のポアソン比はおよそ1.0である。

3: 縦弾性率を表すヤング率の単位はPaである。

4: 腱より筋のヤング率は大きい。

5: 動脈血管の円周方向の最大変形は20%程度である。

図のように水平に置かれた絞りのあるパイプに流体が流れている。絞りの前後の圧力差 P1 - P2 を表す式はどれか。ただし、流体の密度をρ、絞りの前の流速をV1、絞りの後の流速をV2とし、完全流体が定常流で流れているとする。

1: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}$

2: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{2}$

3: $ \frac {1}{2}\rho v_{1}v_{2}$

4: $ \frac {1}{2}\rho \left( v^{2}_{1}-v^{2}_{2}\right) $

5: $ \frac {1}{2}\rho \left( V^{2}_{2}-V^{2}_{1}\right) $

図のように水平に置かれた絞りのあるパイプに流体が流れている。絞りの前のパイプの断面積をA1、絞りの後のパイプの断面積をA2とする。絞りの前後の圧力差P1一P2を表す式はどれか。ただし、流体の密度をρ(一定)、絞りの前の流速をv1とし、完全流体が定常流で流れているとする。

1: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}\left( \frac {A^{2}_{1}}{A^{2}_{2}}-1\right) $

2: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}\left( 1-\frac {A^{2}_{1}}{A^{2}_{2}}\right) $

3: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}\left( \frac {A_{1}}{A_{2}}-1\right) $

4: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}\left( 1-\frac {A_{1}}{A_{2}}\right) $

5: $ \frac {1}{2}\rho v^{2}_{1}\left( \frac {A^{2}_{1}}{A^{2}_{2}}\right) $

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。

図のパイプ状の流路において、上流から下流に行くに従い断面積が半分になる流路がある。上流に対して下流での流速と管路抵抗について正しいのはどれか。ただし、管路内の水の流れは層流を維持しているものとする。

1: 下流では流速は 1/2 倍になり、管路抵抗は 1/倍になる。

2: 下流では流速は 1/2 倍になり、管路抵抗は 1/4 倍になる。

3: 下流では流速は 1/2 倍になり、管路抵抗は 1/2 倍になる。

4: 下流では流速は になり、管路抵抗は 2倍 になる。

5: 下流では流速は になり、管路抵抗は 4倍 になる。

水平な円管内における流体の圧力で誤っているのはどれか。ただし、静水圧は0とし、外部とのエネルギーのやりとりはないものとする。（医用機械工学）

1: 流速が2倍になると動圧は2倍になる。

2: 流体の密度が2倍になると動圧は2倍になる。

3: 総圧は静圧と動圧との和になる。

4: 動圧が下がると静圧が上がる。

5: 流速を0にすると総圧は静圧に等しくなる。

血液の流れについて正しいのはどれか。

a: 細動脈では赤血球が中央に集まる。

b: 非ニュートン性は血球成分によって引き起こされる。

c: ずり速度が遅くなると粘性率は減少する。

d: 血管が細くて流速が小さいときはニュートン流体になる。

e: ヘマトクリット値が下がると粘性率は上昇する。

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

図のように内径が変化する管に水銀マノメータをつないだ。水銀の液面差hについて正しいのはどれか。ただし、管の太い部分と細い部分の静圧をP1、P2、流速をV1、V2とする。(医用機械工学)

1: P1 - P2 に比例する。

2: P2に反比例する。

3: V1-V2に比例する。

4: V1 に比例する。

5: V2 に反比例する。

流れにおけるベルヌーイの定理を表す式について正しいのはどれか。 

a: 完全流体に適用される。 

b: 重力とは無関係である。 

c: 温度をパラメータとして含む。 

d: 連続の式を導くことができる。 

e: 力学的エネルギー保存則が適用される。 

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

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

血液の流れについて正しいのはどれか。

a: 流速は血管壁付近より中心付近の方が速い。

b: ずり速度(200/s以下)が小さいほど血液粘度は大きくなる。

c: ヘマトクリット値が高いほど血液粘度は小さくなる。

d: 血液はニュートン流体とみなせる。

e: 細い血管では心拍動に伴って乱流が生じる。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

流体の粘性について正しいのはどれか。

1: 温度に依存しない。

2: ヘマトクリット値が高くなると血液の粘性率は増加する。

3: 毛細血管を流れる血液はニュートン物体と見なせる。

4: 水は完全流体（理想流体）である。

5: 粘性率の単位はPa/sである。

内直径8mmの血管の中を粘性率が0.002Pa･s、密度が1060kg/m3の血液が平均速度0.2m/sで流れている時、おおよそのレイノルズ数はどれか。

1: 0.8

2: 8

3: 80

4: 800

5: 8000

図のように内径が変化する管内に理想流体が流れるときAB間の圧力差に比例するのはどれか。ただし、A、Bにおける流速を、とする。

1: $v_A$

2: $v_B$

3: $v_A-v_B$

4: $v_A^2$

5: $(v_A-v_B)^2$

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