第31回国試午前83問の類似問題

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

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

直円管内の流れについて正しいのはどれか。

1: ハーゲン・ポアゼイユの式は流れが遅いと成立しない。

2: 乱流は層流に比べて撹拌が盛んである。

3: 流れが遅いと乱流になりやすい。

4: 流体の粘性率が低い方が層流になりやすい。

5: 連続の式は乱流では成立しない。

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。

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。

正しいのはどれか。

a: ずり応力がずり速度に比例する流れをハーゲン・ポアズイユ流れという。

b: 剛体管内の層流の単位時間の流量は粘性率が大きいほど多い。

c: レイノズル数は流れの速度に比例する。

d: 長い剛体管内では臨界レイノルズ数以下の流れは層流である。

e: レイノルズ数は速度と同じ次元をもつ。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

半径r、長さLのパイプ（管路）に粘性率μのニュートン流体を流した。流れのレイノルズ数を100としたとき、誤っているのはどれか。

1: 流体の速度は管内のどの部分でもほぼ等しい。

2: 管路の抵抗はrの4乗に反比例する。

3: 管路の抵抗はμに反比例する。

4: 管路の抵抗はLに比例する。

5: 管内の流れは層流である。

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

図の円管内を液体が流れる場合､内径20mmの断面Aでの平均速度が5cm/sのとき、内径10mmのBの断面における平均速度vはどれか。（医用機械工学）

1: 5cm/s

2: 8cm/s

3: 10cm/s

4: 15cm/s

5: 20cm/s

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

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: 非ニュートン流体ではずり応力はずり速度に比例する。

b: キャッソンの式は非ニュートン流体の流動関係を表す式の一つである。

c: 血液の流れはキャッソンの式によく従う。

d: 血液も血漿もニュートン流体である。

e: 血管径が0.4mm以下になると、血管径の減少に伴ってみかけの粘性は増加する。

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: 非ニュートン流体では粘性係数は速度こう配に依存する。

2: ポアゼイユの流れでは流速は管径、管長、両端での圧力差に依存する。

3: レイノルズ数は層流から乱流へ変わる限界を示す。

4: ヤング率は伸びの弾性係数の逆数である。

5: 音響インピーダンスは密度と音速の積で表される。

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。

図のように密度ρの液体が入った容器がある。液面から深さhの位置にあいた小さな穴から液体が流出する速度はどれか。ただし、gは重力加速度である。

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。

図の円管内を液体が流れる場合、内径20mmの断面Aでの平均速度が5cm/sのとき、内径10mmのBの断面におけるおおよその平均速度vはどれか。

1: 5cm/s

2: 8cm/s

3: 10cm/s

4: 15cm/s

5: 20cm/s

定常流における連続の条件として一定でなければならないのはどれか。

1: 圧力と断面積との積

2: 圧力と断面積と密度との積

3: 圧力と流速と断面積との積

4: 流速と断面積と密度との積

5: 流速と断面積との積

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

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。