埼玉工業大学定期試験問題用紙（流体力学及び演習Ⅱ）
解答上の注意 解答にあたっては，思考の過程が明確にたどれるように配慮すること。結果だけの答 案は採点しない。具体的な数値を用いた計算式には必ず単位を入れること（外に記さない）。単位が不 明確だったり，ない場合は減点の対象になる。
問題１と問題２はどちらかを選んで解答すること．問題３と問題４は必修問題．
１．直径d = 25 mm，長さl = 100 mの滑らかな円管内に水（動粘度 = 1×10–6 m2/s）が毎秒1 ℓの割合で流れ ている．管摩擦損失ヘッドhfはいくらか．ただし，レイノルズ数Reに対して管摩擦係数はブラジウスの式
4 1
3164 . 0
Re
（3103 Re105）で表されるとする．また，この流れのレイノルズ数から，ブラジウスの式の 適用範囲にあることを確かめなさい．
２．長さl = 2.0 km，内径d = 100 mmの水平な円管内を，密度 = 915 kg/m3，動粘度 = 1.86×10–3 m2/sの油を 流量Q = 15.7 ℓ/s輸送するのに必要なポンプの軸動力Psはいくらか．ただし，ポンプの効率を60%とする．
３．図１のように，２つの貯水槽が管で連結されている とき，管内を流れる液体（密度）の平均流速 v を表す 式を求めなさい．ただし，上流側および下流側の貯水槽 の自由表面の高さはそれぞれz1, z2，管の長さはl，内径
はd，管摩擦損失係数は，上流側貯水槽の入口損失係数
を1，管路途中にある弁の損失係数を2とする．
４．運動量の法則を適用して図２に示される先細管に作用する流体力の x成分Fxを求める．流体の密度を， 体積流量をQ，断面１および２の断面積をそれぞれA1，A2として，以下の問いに答えなさい．
(1) 断面１および２における管内平均流速V1およびV2をQで表しなさい．
(2) 断面１および断面２，そして管壁を検査面に取る．流れは定常と仮定 して，検査面から単位時間あたり流出する正味の運動量の x 成分はいく らか．
(3) 断面１および２における圧力をそれぞれp1，p2とする．断面１および ２の間で損失は生じていないとして，ベルヌーイの定理を用いてp2をp1
を含む式で表しなさい．
(4) 流れが先細管に及ぼす力のx成分をFxとしたとき，検査面内の流体に働く力のx成分はいくらになるか．
(5) 運動量の法則を適用して，Fxを求めなさい．
2018年1月23日(火) 時間50分
科目 担当者 学科名 年次
流体力学及び演習 II ( 流体力学 II)
小林 晋 機械工学科 ２注意 教科書・電卓の持ち込みのみ許可する（ノート等は不可）。
図１
図２