令和5年度 問33

直径D=0.01 m、長さL=2 mの円管内を平均流速uav=0.05 ms-1で、密度ρ=1000 kgm-3、粘度μ=1×10-3 Pa・sの流体が流れている。この場合に得られるレイノルズ数

$$ Re=\rho u_{av} D / \mu$$

と層流・乱流の組合せとして、最も適切なものはどれか。
臨界レイノルズ数は2100であるとする。

  1. 1000、層流
  2. 500、層流
  3. 500000、層流
  4. 500、乱流
  5. 500000、乱流

解答解説

正答は2番です。

レイノルズ数は流体の慣性力と粘性力の比を表す無次元数です。この値から管内の流れが層流(流れ方向に平行)なのか乱流(流体の各部分が入り乱れている)なのかを判断します。臨界レイノルズ数より大きいと乱流、小さいと層流です。

問題で示されたレイノルズ数の式をそのまま計算するだけです。Re=1000×0.05×0.01/(1×10-3)=500となり、臨界レイノルズ数2100よりも小さいため層流です。

参考資料

2024年3月11日 広告

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