第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第82問
医用機械工学第39回午後
第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第82問（医用機械工学）の正答は 2 です。レイノルズ数 Re＝ρvd/μ。
問題
粘性率4 # 10 -3 Pa・s の流体が内径3 mm の直円管内を平均速度12 cm/s で流れている。この流れのレイノルズ数と等しくなるように、粘性率1 # 10 -3 Pa・s の流体を内径9 mm の直円管内に流したときの平均速度［cm/s］はどれか。 ただし、流体の密度は等しいものとする。
- 1. 0.25
- 2. 1 ✓
- 3. 9
- 4. 16
- 5. 144
正答：2番
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解説
■ 正答：2番 — 1
レイノルズ数 Re＝ρvd/μ。密度が等しくReも等しいので v₁d₁/μ₁ ＝ v₂d₂/μ₂。v₂ ＝ v₁×(d₁/d₂)×(μ₂/μ₁) ＝ 12×(3/9)×(1×10⁻³/4×10⁻³) ＝ 12×(1/3)×(1/4) ＝ 1 cm/s。
【各選択肢の解説】
1. 0.25
❌ 誤り。
❌ 誤り。
2. 1
✅ 正しい。下式から算出。
✅ 正しい。下式から算出。
3. 9
❌ 誤り。
❌ 誤り。
4. 16
❌ 誤り。
❌ 誤り。
5. 144
❌ 誤り。
❌ 誤り。
計算：
Re一定・密度一定 → v₁d₁/μ₁ ＝ v₂d₂/μ₂
v₂ ＝ v₁×(d₁/d₂)×(μ₂/μ₁)
＝ 12×(3/9)×(1×10⁻³ / 4×10⁻³)
＝ 12×(1/3)×(1/4) ＝ 1 [cm/s]
【試験対策ポイント】
- レイノルズ数 Re＝ρvd/μ（無次元）。おおよそRe<2000で層流、それ以上で乱流。
- 比例関係：管径3倍・粘性率1/4なら、Re一定に保つ速度は 1/3×1/4＝1/12倍。
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