混合ガスの燃焼範囲
1.
メ夕ン80vol%、エタン12vol%、プロパン8vol%からなる混合ガスの空気中における燃焼下限界(vol%)として、最も近い値はどれか。ただし、同条件における単体ガスの燃焼下限界は、メ夕ン5vol%、エタン3vol%、プロパン2vol%とする。
- ⑴4.2
- ⑵4.3
- ⑶4.4
- ⑷4.5
- ⑸4.6
正解！
不正解！
⑴4.2
ルシャトリエの式より、
1 / (80/5+12/3+8/2)
≒4.2(vol%
ピトー管
2.
温度25°Cの空気の流速を測るため、ピトー管を用いて液差圧を測ると120mmであった。ここにガス比重(空気を1とする)0.5の気体を流すと、液差圧は240mmになった。ガス比重0.5の気体の流速は、温度25°Cの空気の流速の何倍か。ただし、気体の密度は封液の密度と比較すると、十分小さく無視できるとする。
- ⑴0.5
- ⑵1
- ⑶2
- ⑷4
- ⑸8
正解！
不正解！
⑶2
ガス比重 / 空気比重=2
=0.5/1
=2
3.
ピトー管を用いて気体の流速を測定したところ、ピトー管につないだマ丿メー夕ーの液面高さの差は13mmであった。気体の密度は1.04kg/m^3、マ丿メー夕ー内の液体の密度は800kg/m^3であるとき、気体の流速(m/s)として、最も近い値はどれか。ただし、 重力加速度は10m/s^2 とする。
⑴4,⑵10,⑶12,⑷14,⑸20
- ⑴4
- ⑵10
- ⑶12
- ⑷14
- ⑸20
正解！
不正解！
⑷14
ベルヌーイの式より、
u=√2(ρ`-ρ)•g•H / √ρ
より、
u=14 m/s
層流と乱流
4.
内径が10cmの円管と5cmの円管に同流量の水が流れている。このとき内径5cmの円管内のレイノルズ数は、内径10cmの円管内のレイノルズ数の何倍か。最も近い値は、次の⑴~⑸のどれか。ただし、内径が10cmの円管内の水の平均流速は2m/sであり、両円管内の水の密度と粘度をそれぞれ1,000kg/m^3、0.001Pa•s とする。
-
⑴0.125
- ⑵0.5
- ⑶2.0
- ⑷4.0
- ⑸8.0
正解！
不正解！
⑶2.0
レイノズル数Re=ρ•u•d/μ
ρ:密度、u:平均流速、d:管径、μ:粘度
内径が10cmの断面積は25m^3、
内径が5cmの断面積は6.25m^3になる
25:6.25 = 4:1なので
平均流速は、内径5cmの方が4倍大きくなる
内径が10cmの円管内の水の平均流速は2m/sなので
レイノルズ数は、内径5cm×4：内径が10cm×1より
20：10より2倍になる。
5.
直円管に空気を流したときのレイノルズ数が2000であった。同じ直円管に水を流したところ、平均流速は空気を流したときの1/4になった。このときのレイノルズ数として、最も近い値はどれか。ただし、空気の動粘度は16mm^2/s、水の動粘度は0.8mm^2/sとする。
- ⑴10000
- ⑵20000
- ⑶40000
- ⑷50000
- ⑸80000
正解！
不正解！
⑴10000
Re=v•d/μを用いる
Re：レイノルズ数
v：平均流速
D：管径
μ：動粘度
空気の平均流速と管径を求める
v•d=Re•μより
v•d=2000×16
v•d=32000
水のレイノルズ数Re=v•d/μ
平均流速は空気を流したときの1/4
先ほど求めた式より
Re=v•d/μ
Re=1/4×32000×0.8
=10000