問題
空気の流動に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
| 1. | 円形ダクトの圧力損失は、ダクト直径に反比例する。 |
| 2. | ダクトの形状変化に伴う圧力損失は、風速の2乗に比例する。 |
| 3. | 合流、分岐のないダクト中を流れる気流の速度は、断面積に比例する。 |
| 4. | 開口部を通過する風量は、開口部前後の圧力差の平方根に比例する。 |
| 5. | レイノルズ数は、慣性力の粘性力に対する比を表す無次元数である。 |
回答と解説動画
正解は（3）
１．円形ダクトの圧力損失は、ダクト直径に反比例する。
→ 正しい
円形ダクトの圧力損失は、ダクトの長さ、形状抵抗係数、風速の2乗に比例し、直径に反比例します。直径が大きいほど圧力損失は小さくなります。
２．ダクトの形状変化に伴う圧力損失は、風速の2乗に比例する。
→ 正しい
エルボや分岐、合流などの形状変化による圧力損失は、、形状抵抗係数と風速の2乗に比例します。
３．合流、分岐のないダクト中を流れる気流の速度は、断面積に比例する。
→ 不適当
気流の速度は断面積に反比例します。
（流量Q＝断面積A×速度V → V＝Q/A）
同じ流量で断面積が大きくなれば速度は遅くなります。
ヘタ・レイストローの先を細く（断面積を小さくする）して息を吹くと、出てくる風の速度が上がりますよね。あれをイメージするとわかりやすいと思います。
４．開口部を通過する風量は、開口部前後の圧力差の平方根に比例する。
→ 正しい
開口部の風量は、圧力差の平方根に比例します。
\(Q = \alpha A \sqrt{\frac{2 \Delta P}{\rho}} \)
（Q：風量、α：流量係数、A：開口面積、ΔP：圧力差、ρ：空気密度）。
５．レイノルズ数は、慣性力の粘性力に対する比を表す無次元数である。
→ 正しい
- 2000～4000の間→ 層流と乱流の中間的な状態（遷移領域）。
- レイノルズ数が小さいとき（おおよそ2000未満）を 層流（そうりゅう）と呼び、流体は層をなして滑らかに流れています。粘性力が支配的な流れ。
- レイノルズ数が大きいとき（おおよそ4000以上）を 乱流（らんりゅう）と呼び、流体には渦や乱れが生じています。慣性力が支配的な流れ。
解説動画
コメント