流体力学入门演习问题-ipcku.kansai.PDFVIP

流体力学入門 演習問題 2 以下の問題について，特に指示の無い限り，重力方向はプリント下向きであり，重力加速度g=9.8m/s ，20℃ 3 3 3 1atm での水の密度ρ =10 kg/m ，空気の密度ρ=1.25kg/m する．なお，単位を持つ物理量を回答する場合 w a は，しっかりと単位を明記すること．（単位が書かれていない回答は，ゼロ点とする．単位を書くように 指示があった問いに対して，解答が無次元数であった場合には[-] と書くこと．） 問 1 次に示す物理量について，単位と次元を示せ．ただし，単位は SI 単位で示し，次元は M ・L ・T を a b c 質量・長さ・時間の次元として，M L T の形で示せ． [a]圧力，[b]密度，[c]粘性係数，[d]動粘性係数，[e]表面張力，[f]角速度 [g] トルク（力のモーメント），[h]エネルギー，仕事，熱量 問2 応力(圧力)の単位Pa は，単位面積，単位時間あたりの運動量(kg ・m/s)/(m2 ・s) と等しいことを示せ． 問3 (1)密度ρ=5g/cm3 を，kg/m3 に変換せよ． (2)粘度μ=2g/cm ・s を，Pa ・s に変換せよ． また，この液体の比重がs=0.85 の場合，動粘度を単位と共に示せ． (3)体積が2m3 の液体の重量が，18kN であった．この液体の質量m と密度ρを求めよ． 問4 大気圧下で，比重 s=0.8 の油の粘性係数μを測定したところ，μ=32mPa ・s であった．この油の密度 ρ，および動粘性係数νを求めなさい．（温度は，20℃とする） 問5 比体積とは，何か？意味を記せ． 問6 比重と密度の関係を示せ． 問7 図のように，平行平板間に粘性係数μの流体を満 たして，一方の平板を速度U で動かしクエット流 F 移動平板 U れを生じさせた．このとき，平板を動かすのに必 要な力は，F=0.8N であった．移動平板が流体と接 する面積A=0.8m2，二平行平板間の距離h=1mm， h 移動させた平板の速度 U=1.0m/s とすると，流体の y 粘性係数μはいくらか？また，流体の密度をρ x =1000kg/m3 として，この流体の動粘性係数νを求 o 固定平板 めるとともに，レイノルズ数Re も求めよ． 図問 7 問8 図に示すような回転軸と軸受けがあり，軸が n=1800rpm で回転している．軸と軸受けの間 には粘度μ=0.045Pa ・s の潤滑油が満たされ ているとき，軸に生じるトルクがいくらにな d D るか？なお，軸直径 d=49mm，軸受け直径 n D=50mm，軸受け長さ L=80mm とし，軸と 軸受けが直接接触することによる摩擦は無 いとする． L