古賀恭一郎の日記

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平成29年度 技術士一次試験 機械部門択一(34)ノズル噴流による回転

こんにちは、技術士(機械)の古賀恭一郎です。
 
平成29年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。

技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。

お役に立てれば幸いです。

JABEE |一般社団法人 日本技術者教育認定機構|世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。から引用

技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。

中略

  • 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
 
問題34 下図に示すような2本のノズルを持つスプリンクラーの中心に,流量Qの水が供給されている。中心からノズル先端までの長さをR, ノズルの断面積をA, ノズルの噴出方向が半径方向となす角をθとする。スプリンクラーには, トルクは働かず,一定の角速度で回転しているとする。このとき,スプリンクラーの角速度ωを与える式として, 最も適切なものはどれか。

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技術士会の正答は、④でした。
 
 
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ノズル出口から流出する水の速度をVrとすると、連続の式から
 Vr=Q/(2A)

 

周方向成分はVrsinθですので
 Vrsinθ=ωR
 ω=Vr/R・sinθ
 
上の式を代入すると、
 ω=Q/(2RA)・sinθ 
 
と解答④と同じになりましたね。
 
参考文献:流体力学 JSMEシリーズ P88
  
流体力学 (JSMEテキストシリーズ)

流体力学 (JSMEテキストシリーズ)

 

 

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。