機械設計技術者試験｜4．流体力学2⃣

令和2年度 機械設計技術者試験 3級 試験問題Ⅰの解説です。
試験問題は日本機械設計工業会(JMDIA)のHPに掲載されています。
☞試験問題リンク

※本ページの解説はJMDIA公式のものではなく、投稿者個人で作成したものです。予めご了承ください。

2⃣は「流体工学の動力学」に関する問題です。

【A】の解説

解答：『2.92 m/s』

解説：断面➀における流速は、体積流量と断面積が分かれば計算できます。体積流量、➀の断面積、➀の流速をそれぞれ次の文字とおくと

断面➀における流速は、

となります。

【B】の解説

解答：『328 J/kg』

解説：ポンプが水に与える付加エネルギは、断面②と①のエネルギ差となります。

いま、p2とhは既知であり、

水の密度は1000[kg/m3]、重力加速度は9.8[m/s2]です。流速v2は、【A】と同様に解くと、

よって、断面②のエネルギは、

断面➀のエネルギは、

となります。したがい、ポンプが水に与える付加エネルギEは、

と計算できます。

【C】の解説

解答：『30.1 kW』

解説：水動力とは、ポンプが単位時間に液体に与えるエネルギです。したがい、【B】で求めたポンプが水に与える単位質量当たりのエネルギを単位時間あたりのエネルギに変換します。質量流量と密度を使って変換することができます。

以上