学籍番号 |
氏 名 |
流体の圧縮性について以下の問いに答えなさい. なお,(A)~(J)は選択肢の番号を,(K)(L)(M)は数値を解答する.
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(A) 物質の圧縮率βはp,ρを用いどう表せるか? |
β= |
() |
1/Pa |
(B) 音速(体積弾性率 1/β の物質中を縦波が伝播する速度)はどう表せるか? |
a= |
() |
m/s |
(C) 流れ場全体の平均密度をρa,最大圧力差をΔp∼(1/2)ρaq2,q を主流の速さとすると,ρaに対する密変化はどう表せるか? |
Δρρa∼ |
() |
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(D) 絶対温度 T K,ガス定数 R J/(kg K) であれば,状態方程式はどう表せるか? |
pρ= |
() |
J/kg |
(E) 完全気体の等温変化において一定に保たれるpと ρの関係は? |
一定= |
() |
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(F) 完全気体の比熱比を κとすれば,完全気体の等エントロピー変化において一定に保たれるpと ρの関係は? |
一定= |
() |
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(G) (E)の音速はどう表せるか? ヒント:(E)の式をρで微分し,(B)に代入する. |
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() |
m/s |
(H) (F)の音速はどう表せるか? ヒント:(F)の式をρで微分し,(B)に代入する. |
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() |
m/s |
(I) マッハ数 M はどう表せるか? |
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() |
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(J) M2を力の比で表すと? |
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() |
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(K) Δρρaが 5 % であれば,マッハ数はいくらか?(有効数値3桁で解答) | | | |
(L) 常温空気の音速は a = 340 m/s であるので,M = 0.3 に相当する主流の速さはいくらか?(有効数値3桁で解答) | | | km/hr |
(M) 圧縮過程を等エントロピー変化と仮定し, ガス定数 R = 287.03 J/(kg K) ,比熱比 κ=1.4 の空気の温度が -45 ℃ の場合には音速はいくらか?(有効数値3桁で解答) なお,絶対零度は -273.15 ℃とする. | | | m/s |