1級管工事施工管理技士 過去問
令和7年度（2025年）
問2 (一般基礎・電気・建築 問2)

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

レイノルズ数（Re）とは、流体の流れの状態（層流か乱流か）を予測するために用いられます。

レイノルズ数（Re）の公式は、以下の通りです。

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Re＝（v･d）／μ
　v：平均流速

　d：管径

　μ：動粘度係数

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この式より、v（流速）またはd（管径）の値が小さくなると、レイノルズが小さくなる（層流になる）ことが分かります。

この問題のポイントは、

「流速または管径を小さくすればレイノルズ数は小さくなる」ということを理解し、
問題の条件である「Re＝2,000」を下回る選択肢を計算により導き出すことです。
 

レイノルズ数より管内の流れが「層流」か「乱流」かを判定する問題です。

下記の式より、レイノルズ数は管内の平均流速と管内径に比例することから、

レイノルズ数に平均流速や管内径の変化率をかけて算出できます。

(ただし、同じ流体のためνは一定とします。)

Re=v・d/ν

v ：管内の平均流速 m/s

d ：管内径 m

ν ：動粘度係数

Re<2000のとき「層流」、Re＞4000のとき「乱流」を表します。