問題内径 50 mm の円管内を、動粘性係数 1.0×10⁻⁶ m²/s の水が平均流速 0.020 m/s で流れている。レイノルズ数と流れの状態の組合せとして、適切なものはどれか。ただし、層流から乱流への遷移は、およそレイノルズ数 2,300 とする。
- aレイノルズ数は約 1.0×10³ で、乱流である
- bレイノルズ数は約 1.0×10³ で、層流である
- cレイノルズ数は約 1.0×10⁴ で、層流である
- dレイノルズ数は約 1.0×10⁴ で、乱流である
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正解:b. レイノルズ数は約 1.0×10³ で、層流である
正解は「レイノルズ数は約 1.0×10³ で、層流である」。レイノルズ数は Re = vd/ν で求める。内径は 0.050 m なので Re = 0.020 × 0.050 ÷ (1.0×10⁻⁶) = 1.0×10³ となる。これは遷移の目安 2,300 より小さいため、流れは層流である。「レイノルズ数は約 1.0×10³ で、乱流である」は誤り。レイノルズ数の値は合っているが、2,300 より小さいので層流である。「レイノルズ数は約 1.0×10⁴ で、層流である」は誤り。レイノルズ数が10倍になっている。内径は m に直して 0.050 m を用いる。「レイノルズ数は約 1.0×10⁴ で、乱流である」は誤り。内径の単位換算で桁を誤った値で、流れの状態も異なる。実際は 1.0×10³ で層流である。
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