1級管工事施工管理技士 過去問
令和7年度(2025年)
問2 (問題A ユニットa 問2)

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問題

1級管工事施工管理技士試験 令和7年度(2025年) 問2(問題A ユニットa 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

水平な円管の直管部を水が乱流(レイノルズ数15,000)で流れている。次のうち、流れが層流になる条件として、適当なものはどれか。
ただし、レイノルズ数が2,000未満で層流となるものとする。
  • 管内径が1/3倍で、平均流速は同じ場合。
  • 管内径が3倍で、平均流速は同じ場合。
  • 平均流速が1/9倍で、管内径は同じ場合。
  • 平均流速が9倍で、管内径は同じ場合。

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この過去問の解説 (1件)

01

円管の直管部を流れる水の、乱流・層流とレイノルズ数との関係に関する問題です。

 

円管の直管部を流れる水の流れは、流体分子が層をなして流れる層流と、流体分子が不規則に入り混じり、混合して流れる乱流に分けられます。

水の流れは、層流から乱流に遷移しますが、遷移域はレイノルズ数(Re)、臨界レイノルズ数と言いますが、で判定でき、以下の式で表されます。

 

Re=v・d/ν

v:管内平均流速、d:管径、ν:動粘度係数

 

層流と乱流の判定は、ほぼ次のようになります。

層流 Re<2000

乱流 Re>4000

選択肢1. 管内径が1/3倍で、平均流速は同じ場合。

 

レイノルズ数を求める式から、流れる流体が同じですので、動粘度係数νは一定とすれば、レイノルズ数は流速と管径に比例します。

管内径1/3、流速が変わらなければ、Re=15000×1/3=5000。

Re>4000なので、乱流です

選択肢2. 管内径が3倍で、平均流速は同じ場合。

 

管内径3倍、流速が変わらなければ、Re=15000×3=45000。

乱流です

選択肢3. 平均流速が1/9倍で、管内径は同じ場合。

 

管内径が変わらず、流速が1/9であれば、Re=15000×1/9=1667。

レイノルズ数が2000以下なので、層流です

選択肢4. 平均流速が9倍で、管内径は同じ場合。

 

管内径が変わらず、流速が9倍であれば、Re=15000×9=135000。

乱流です

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