古賀恭一郎の日記

技術士一次、二次試験についていろいろ書いていきたいと思います。

平成30年度 技術士一次試験 機械部門択一(29)

平成31年の試験に向け、平成30年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説っぽいことを続けてみます。
 
問題29 内部より発熱する直径1.0cmの固体球が空気中で静止した状態にある場合の自然対流を考える。周囲の空気温度が300K, 球表面温度が450Kで, 自然対流による平均熱伝達率が7.0W/(m^2・K)のとき,自然対流により球表面から散逸する熱流量に最も近い
値はどれか。 
① 0.55 mW ② 4.4 mW ③ 330 mW ④ 550 mW ⑤ 1300 mW
 
~~~~~~~~~~
技術士会の正答は、③でした。
 
熱流量Qを求める式は、
 
 Q=KAΔT
ここで、Kは熱通過率、Aは伝熱面積、ΔTは温度差(150K)です。
 
 球の表面積Aは、
 A=4×π×r^2
 r={1/(2×100)}
  =0.005m
 
 それぞれを式に代入すると、
 Q=7.0W/(m^2・K)×4×π×(0.005m)^2×150K
  =0.3297W
 換算すると、
  ≒330mW
 と③と一致しましたね。
 
 ここで、球の表面積がポイントとなりましたが、材料力学の断面係数のように記憶しておかないと対策が打てません。
 覚えておいてください。
 
一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。
頑張ってください。