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基礎化学工学－運動量１－
【１】気体および液体の粘度を以下に示す。（図はテキスト 369 ページ）
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
水 30℃の粘度はいくらか？
空気 50℃の粘度はいくらか？
液体と気体の粘度の温度依存性を書きなさい。
粘度の単位に cgs 単位系のポアズ(poise)がある。1 poise を SI 単位系に直せ。
水槽に 2m2 の平板が浮かんでいる。速度 1m/s で動かす時に，必要な力を求めよ。ただし，
30℃，水深は 1cm とする。
【２】右図のように，上の板が動き，下の
板が静止している。ｙ座標を図のよう
に変えた場合（左と右図）において，そ
れぞれのケースでの速度分布および
剪断力分布（つまり，速度および剪断
力をｙの関数としてあらわすこと）を求
めよ。なを，このような流れはクエット
流(Couette flow)と呼ばれている。
【３】以下の問に答えなさい。
(1) 水(比重 1.1)流量 10m3/h，内径 0.1m，では，平均流速はいくらか？質量流量はいくらか？
(2) 内径 0.1m，断面平均流束 2 m/s，粘度 10-3 kg/m.s，密度 1000kg/m3 の Re を求めよ。
（注：“内径”とは，管内側の直径という意味です。）
(3) 内径 0.1m，流量 60m3/h，粘度 10-3 Pa.s，密度 1000kg/m3 のケースの Re を求めよ。（注：
流速，流量の差に注意すること。）
【４】２枚の大きい固定された平板（長さ L，幅 W，
ｙ
間隙 2d）を，流体（粘度μ，密度ρ）が層流
y= d
で流れている。x=0，L での圧力をそれぞれ
P0，PL とする。x 方向の流速 vx のｙ方向分
y+y
y
布をシェルバランス法で求めなさい。また，
x
剪断応力分布，および平板間に流れる体
0
積流量も求めなさい。
2d
y= -d
【５】上の問題を下の平板の座標を y=0，上の
平板を y=2d として解きなさい。
L
P0
PL
【６】20℃の水を直径 D=1.11mm，長さ L=20.05cm の水平管内に流したところ，体積流量
Q=5.00 cm3 流出するのに T=542s 要した。圧力差を 50.0Pa とする。この水の粘度を求めよ。
水の密度ρ=998 kg m-3 とする。
【７】内径 2cm の円管内を
50℃の水が，0.01 および
1 m/s の断面平均流速で
流れている。管長 10m で
の圧力降下を求めよ。
（ヒント：圧力降下，すなわ
ち圧力損失は Fanning 式
による。Re 範囲によって，
適用すべき摩擦係数ｆの
値が異なることに注意す
る。）
【８】ある液体を内径 50mm の滑らかな管によって
2.0 ms-1 の流速でタンク A からタンク B に輸送
したい。タンク A の水面よりタンク B のパイプ
出口は 13m 多く，パイプの長さ（曲がりの抵抗
などを含めて）は 200m である。溶液密度ρ
=1000 kgm-3，粘度 1 mPa s のとき,ポンプの所
要動力を求めよ。また，ポンプ効率 50%の時の
必要動力を kW の単位で求めよ。
B
内径50 mm
13m
A

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