技術士一次試験、機械部門における専門分野の全問解答解説をご覧いただけます。 2022年7月30日時点で令和1年から3年までの問題を解答解説しています。 令和1年はこちらから 令和2年はこちらから 令和3年はこちらから
圧力勾配のない空気の一様流中で、流れに平行に置かれた半無限平板上に発達する境界層に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 ① 境界層の特性を表現するために、粘性作用による流量の欠損を表す排除厚さや運動量の欠損を表す運動量厚さが用いられる。...
図に示すように断面積Aの曲がり管が一体化した剛体棒を介して点Xで固定支持されている。曲がり管の中には密度ρ、平均流速Vの液体が流れ、定常状態となっている。このとき、点Xに作用するトルクTxを表す式として最も適切なものはどれか。ただし、断面1と断面2におけるゲージ圧をそれぞれp1、p2(p1>p2)とし、断面1９と断面2における中心軸と点Xｎ距離をそれぞれh1,h2とする。また、断面1と断面2にトルクは作用しないものとし、重力の影響は無視してよい。
図に示すように、密度ρの流体が流速V、断面積Aの噴流となって、曲面上の壁に衝突して2方向に均等に分かれている。噴流の噴出方向は曲面に沿っている。重力と粘性の影響を無視するとき、噴流が壁に及ぼす力の大きさを表す式として、最も適切なものはどれか。
あるジェットエンジンが稼働している。断面積0.9m2のエンジン入口部から平均流速50m/sで空気が流入し、断面積0.4m2のエンジン出口部から燃焼ガスが流出している。エンジンに供給される燃料の質量流量は流入空気量の2％である。エンジン出口部における燃焼ガスの平均流速として最も近い値はどれか。ただし、空気と燃焼ガスの密度を、それぞれ1.2kg/m3、0.6kg/m3とする。...
流体力学に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。 ① 粘性の無い流れをポテンシャル流れと呼ぶ。 ② 強制渦は渦度の存在しない渦である。 ③ ひずみと応力が比例関係にある流体をニュートン流体と呼ぶ。 ④ 非圧縮性流体の連続の式は、流体の密度に依存しない形で与えられる。 ⑤ 流線・流脈線・流跡線のすべてが一致することはない。 解答 ④...
室内の空気を軸流ファンにより室外に排出している。室内の空気は静止しており、排出口では空気の流速は15m/sである。排出口の面積は0.70m2であり、室内と排出口での圧力は同じとみなしてよい。このファンの動力が0.20kWのとき、ファンのエネルギー効率として最も近い値はどれか。ただし、空気の密度は1.2kg/m3とし、管路での摩擦抵抗や流れの旋回は無視する。...
無風の大気中を、新幹線が300km/hの速さで走行している。先頭車両のノーズ部分（よどみ点）における大気圧からの圧力上昇として最も近い値はどれか。ただし、空気の密度を1.2kg/m3とする。 ① 0.10 kPa ② 0.20 kPa ③ 4.2kPa ④ 8.3 kPa ⑤ 54 kPa 解答 ③ 解説 ［解くために必要な知識］ ベルヌーイの定理...
大きさが1m×1m×1mで成績係数（COP：Coefficient of Performance）が２の冷凍庫を考える。この冷凍庫が厚さ5㎝、熱伝導率0.05W/(m・K)の断熱材で覆われている。冷凍庫の内壁面と断熱材の外表面の温度をそれぞれ-20℃、20℃で一定とするとき、年間の電力使用量に最も近い値はどれか。ただし、冷凍庫からの冷熱の散逸は6面全てから均一に生じるものとする。...
図に示すように一定温度T1の熱源の表面に壁が設置されており、その壁の表面が温度T2の外気にさらされている。壁の厚さをL、熱伝導率をk、壁表面での熱伝達率をhとするとき、定常状態において熱源から外気に伝わる熱流束として、最も適切なものはどれか。
