【熱学、力学】質問スレッド　

これは可能ですか？
液体空気を液化装置の圧縮熱と大気から奪った熱で２段階加熱してタービンを動かし
タービンで発電、その電力で液化装置を動かすというものです。

　　┌２気圧ぐらい？の空気←┐
　　↓　　　　　　　　　　　　　 　　 |
　液化装置←──電力←発電タービン
　　↓　　└熱─┐　　　　　　　 ↑20℃　１００atmぐらい？
　液体空気　　　│　　　　　 加熱・膨張←大気30℃
　　│　　　　　 　↓ 　　　　　　 ↑
　　└──→加熱・膨張───┘　

永久機関乙

>>864
物理の基本法則は証明できない。
何か別の法則を元に説明できるとしたら、それは基本法則ではない。

>>867
つまりまだ第2法則は基本法則のままでだと？
なんだか物理と言うよりロジックの遊戯のように感じるが、ともかくありがとう

>>868
物理は現実（らしさ）を語る。
君の方がロジックの遊戯かも。

突然すいません。
長さLの棒の綿密度が長さ方向に比例して変化するとき：ρ＝ρ0（1＋CX）（Xは０以上L以下）
（ρ0はローゼロ）
１）重心を求めよ。
２）棒の左端を通り、棒に垂直な方向軸周りの完成のモーメントを求めよ。棒の質量はｍとする。
３）重心を通る２）と同様な軸周りの慣性モーメントを求めよ。
だれか解けませんか？汗

>>870
公式使えば則終了。

こんな簡単な問題を丸投げの上マルチとは
ゆとり恐るべし。

材料力学なんですけど、800N・mのトルクを受ける中空軸をつくるのに、外径と内径の比を2:1とし、軸材料の許容ねじり応力を40MPaとして寸法を定めよ
という問題で中空丸棒の極断面係数を使ったねじりモーメントとねじり応力、断面の太さの関係を表した公式に当てはめて考えたのですが答えが出ませんでした。
どのように解けばよいのでしょうか？

質問です
１・三点曲げ試験においてもし完全に幅方向のひずみが拘束されたとき降伏応力はいくらになるか。一軸引っ張り降伏応力をＡとする。
２・圧縮試験を行い圧縮軸と垂直方向の試料の変形を完全に拘束したときの弾性率はどうなるか？

１はミセスの降伏条件をつかうことはわかっているのですがどうすればいいのかわかりません。
２は弾性率が大きくなりそうなのですが、どう説明したらいいかわかりません

よろしくお願いします。

>>782
ヒント
1、せん断応力は半径に比例する。
2、せん断応力×半径を断面で積分するとトルクになる。


>>783
「降伏応力」のニュアンスが材力と弾・塑・連続体では異なるんで、
分野が分からないと1は回答出来ない。

2は体積力が軸方向に掛ってしまうから。

>>874

>>872です
導出式書いていただけないでしょうか？
お願いします

>>875
円筒座標系で径方向r、外径の半径をRと置く。
せん断応力τ(r)をτ(r)=ar（a=一定）と置く。
∫rτ(r)dA=T（T:ねじりトルク）に代入しaとRの関係式を出す。
τ(r)はr=R1の時最大だからτ(R)≦τmax（τmax:許容最大応力）。
これにaとRの関係式を入れてRを出してやって終わり。

>>876
お前面倒くせーよ
自分でなんとかする

なにこのゆとり品質w

なあ、今俺博士課程で教授からレポートの課題出されてて、
困ってるんだ。

いろいろある連続体力学の問題についてはいい。適当に答えられる。
だが、最後の、
「固体力学の分野で最新と思われる論文・文献を一つ上げ、
内容に説明したうえで、なぜ最新と思ったか説明せよ」
って禅問答みたいな課題どう思う？

教授の真意がつかみかねるんだが、
これは沢山論文を読めってことか？
オマイラならどうする？

自分の論文書いてやろうかとおもってるんだが。

>>879
おう、頼むよ。書いてくれ。

「1000MPaに耐えうる内径Φ10配管の肉厚検討」

ちゃんと俺に報告しろよ。

なんかレベル高い質問ばかりのところに申し訳ない。1つ質問させてください。
熱流束ってのが単位時間・単位面積当たりに流れる熱量ってあったんですけれど。
なんで、単位が[W/m^2]なんです？[W/(s・m^2)]にならないですかね。

>>881
W=J/s=N・m/s

>>882
感謝。熱量を示す値がWだと勘違いしてました。

質問させてください。

「N個の粒子からなる温度τの閉じた系がある。
この系はE1、E2、E3の3つのエネルギー準位のみをとる。
この系全体のエネルギーの期待値を求めよ。」

>>884
板違い。理系全般板か物理板へ往け。

すいませんでした、往ってきます

力学の問題の解き方を教えてください。

質量ｍの人間が、質量M、長さｌのボードの船尾に立っている。岸壁から船尾までの距離はｓである。人がボードの中を歩いて船頭に立ったとき、人と岸壁との距離はいくらか。
答えは x=s-Ml/(m+l) となるのですがそれを求める過程がわかりません。

↑解決しました

＜１＞
シリンダ径３２cm、行程３８cm、６シリンダ４サイクル機関の出力が６００rpmで９６０kWである。
この機関の（a）トルク、（b）正味平均有効圧力、（c）機械効率８７％としたときの図示平均有効圧力
を求めよ。
＜２＞
燃料の発熱量が4.4×10×10×10×10kj/kgとし、正味熱効率を３０％とすると燃料消費率はいくらか

上記の問題がさっぱりわかりません。
っというか基本的なことが全くわからない文学部の人間ですので、わかりやすく教えていただけると
非常にうれしいです

ブンガク部のやる問題じゃないね

教養の授業でとったのですが、非常に後悔している感じです。。。
最終課題なので、なんとか単位だけはとっておきたいところで（汗

参考
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00198/contents/007.htm

(a)15278.87[N・m]
(b)0.01047[MPa]
(c)忘れた
あってるか知らんけど簡単に計算した
２番は自分でやってね

>>870
完成のモーメントとな？
・・・・日本という工業国はもう＼(^o^)／

>>851
グラフから求めるやつじゃないの？

シリンダー径を言う時ｃｍを使うのか？　ｍｍで表わすと思うんだが・・・

>>893
(b)は1.047Mpaでは？

>>889
原理は簡単で
仕事は力×距離
仕事率は仕事÷時間で秒あたりになおすだけ
力＝圧力×面積

>>897
ああ間違えてた、おかしいような気がしてた・・・。
訂正サンクス。

Pa=N/m^2って憶えると簡単だよな。
変形すれば
Pa*m^2=N
だし

仕事は力×距離
仕事率は仕事÷時間で秒あたりになおすだけ
力＝圧力×面積

今、CADの勉強をしているんですが、
「三角形の角度の和は180度である」とか
「接線は円の中心に対して90度である」とかいう法則を勉強するには、
どういった事を学べばいいでしょうか？
中学生の数学？だとしたら中学何年生くらいになるでしょうか？

卒業してだいぶ経っているので、義務教育の事はほとんど忘れてます。
上の例も間違っているかもしれません…

すみません、激しく誤爆しました。
移動します…

接線は円の中心に対して90度
http://www.google.co.jp/search?hl=ja&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Aja%3Aofficial&q=%E6%8E%A5%E7%B7%9A%E3%81%AF%E5%86%86%E3%81%AE%E4%B8%AD%E5%BF%83%E3%81%AB%E5%AF%BE%E3%81%97%E3%81%A690%E5%BA%A6&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr=lang_ja

配管の圧力損失を求める式で、

�@.ダーシー・ワイズバッハの式:ΔP＝λ(L/D)･(ρu^2/2)
�A.ファニングの式:ΔP＝4f(L/D)･(ρu^2/2)

の2種類があります。�@は機械工学一般で用いられ、�Aは化学工学に限って
用いられているようです。
なぜ、このように使用に住み分け(!?)が存在しているのでしょうか。
得られる値が全く異なってくるので、国家試験等でもどちらを使用すれば
良いのか迷います。

ご存知の方がいらっしゃいましたら、何卒ご教示お願いします。

>>903
>得られる値が全く異なってくるので、

そんなことがあったら設計なんかできないだろ。

http://en.wikipedia.org/wiki/Darcy-Weisbach_equation
の"Confusion with the Fanning friction factor"のところ読め。

>>904
逃げないでちゃんと説明してみろ！

>>905
いやだ

多分材料力学の問題になると思うのですが。

板チョコレートって折りやすいように溝がついていますよね？
１．溝がある側から亀裂が入るように折る場合
―v―　→　／＼
２．溝がない側から亀裂が入るように折る場合
―v―　→　＼／
で、溝に沿ってキレイに折れるのはどちらですか？

もちろん、溝に沿ってきちんと折ればどちらの方法でもキレイに折れるんですが。
折る角度や指の添え方などが微妙に違った場合、どちらのほうが
キレイに亀裂が伝播するのかな、と。

>>907
その質問に対する答ではないんだが、
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1214206552

溝は、割るためにも有効だと思う。

>>907
1番。曲げモーメントを応力分布に変換して考えてみな。

あの溝できれいに割れるのはチョコレートの温度がちょうどいいときだけだね。
特に明治の薄い板チョコは溝の通りに割るのが難しい。

>>908-911
わたしのくだらない質問にレスをくださってありがとうございました。
いつも板チョコが溝に沿って割れなくて悔しい思いをしていたのですが、
これからは１番の方法で割ってみます。

それでもうまく割れなかったら、「この溝は折るためにあるんじゃないんだ」と
思ってあきらめることにします。。。

溝が-v-ならいいんだが
実際には∪型だったりするからな。
Rが大きいのでキレイにいかないよねー。

ヨコだけど、機能として割るために溝を彫ってるのなら、
913の言うとおりV字にするわな。
意匠的な意味の方が強いんじゃない？
それとも、型の問題か。あり得ないだろうけど
製造工程上V字に溝彫ると、後工程で片持ちはりならぬ片持ちチョコとなって、
自重で折れるとか？
興味深いなぁ

普通に輸送中の振動で応力集中により亀裂が進展するんだと思います。
会社によってはRが小さいんですけどその代わり堅かったりするでしょ。

チョコレートも塑性変形するんだよね

＞　で、溝に沿ってキレイに折れるのはどちらですか？

それは、１番で有ります、隊長殿〜。
理由は簡単です。

溝の存在する部分に、【 応力集中 】と言う現象が生じるからです。
応力が集まり易いので、ヒビの位置が限定し、結果として上手く折れます。

うっ！！
記事を書くのが遅く、二番煎じの回答に、なってしまったのだった。。

>>910―915まで応力集中は大前提で話しが進んでるんだが、TAKEには分かんないんだな。

うっ！！
記事を書くのが遅く、二番煎じの回答に、なってしまったのだった。。

>>915
当店の雰囲気に合った服装というのは勿論ですが、
何よりもその服装がお客様ご自身に合っているかどうか、
という点を最も重視してチェックさせて頂いております。
特別に決まりや基準があるわけではなくファッションの基本と同じですので、
難しくお考えにならずにご来店頂ければと思います。

ティファールの電気ケトルってなんであっという間にお湯が沸くの？
伝熱学的に説明できる人いませんか？

電気ケトル、買いたいです。

>>922
単に電力が大きいだけじゃないの？

>>922
それはね、水に鉛を溶かし込んで熱伝導率を上げているからさ

手持ちの教本がSI単位統一前のものなのですが、
ねじりモーメントT（kg-cm）＝71620＊馬力/回転数（rpm）
となっています。馬力を調べると１馬力＝0.735kWでした。
ならば上の公式において単位換算するとrpmは1/minだから係数無視で1/sにして、WはJ/sだから右辺の単位はJになると思うのですが何がおかしいのでしょうか。
できればSI単位統一後の、伝動力（kW）と回転数（rpm）しか分かっていない時の丸棒のねじりモーメントの公式も教えていただければ幸いです。

>>926
kg・m=J
W=J/s
係数は面倒だから自分で出してください

トルクの単位がエネルギーになる可能性について論じよ。

>>927

JはN･mでは・・・？右辺はつまりJ＝kg･m^2/s^2になると思うのですが。

左辺はJじゃないと?

>>926です
解決しました。
左辺はkg-cmですが、kgはkgfを表していて9.8かけてN･cmにしていいそうです。
SI単位での式も
ねじりモーメントT（N･m）＝9.55＊10^6＊伝導力（kW）/回転数（rpm）を導けました。
スレ汚しすみませんでした

kgfに気付いてなかったんかよ!

あなたの知らない世界
＼(@＾０＾@)／　やったぁ♪(o^∇^o) Y　
http://namidame.2ch.net/test/read.cgi/haken/1170607071/851
http://namidame.2ch.net/test/read.cgi/manage/1152747028/427
http://qb5.2ch.net/test/read.cgi/saku/1216373132/171
http://namidame.2ch.net/test/read.cgi/industry/1219831160/28
http://qb5.2ch.net/test/read.cgi/saku/1030030236/353
http://science6.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1219864392/149
http://qb5.2ch.net/test/read.cgi/saku/1221165490/42
（・◎・）ｖ 早く見ないと隠蔽するよ(=ﾟωﾟ)ﾉ ぃょぅ。

すいませんシロートなんですが
一般に｢音が大きい｣機械は、「エネルギーのロスを生じている」と考えていいですよね。
でも、車なんか特にそうですけど、
「排気音が大きいと速い」みたいな風潮があるのはどういう理由なんでしょうか

>>934
> 「排気音が大きいと速い」みたいな風潮がある
ない。

>>934
騒音器（サイレンサー）や触媒による排気ガスの排出のエネルギーロスが原因ですね。
EX側のバルブからの上支点に向かうときにかかるピストンに抵抗が生じるからだと思います。
マフラー内に溜まった排気ガスの圧力によって生じる現象です。
ですから、レーシングカーなどは直管マフラーなんですね。しかも、最短距離で排出するよう
短いんです。

同じ直管だったら静かな方が高効率…

>>936
訂正
>騒音器

消音器

内燃機関に限らず、爆発する際には衝撃波（気体などの媒質が急激に圧縮されて
押し出されること）による媒質の摩擦によって生じる音が爆発音となる。
よって内燃機関による騒音はエンジンの回転数による音の周波数と混合気の量（mol数）
に比例します。
ですから、内燃機関による音の大きさというのは固有に存在するものであるので、直管マフラー
で静かなものは存在し得ないということです。
物理の専門家でないので何とも言えませんが、音を開口端補正などで打ち消すなんてことは可能
と仮定しても、大きい音を小さくした分をその差し引いたエネルギーが力学の運動エネルギーに
になるなんてことは不可能なのです。

振動工学について質問なんですが、同じバネ係数のバネで、等間隔に５本のバネで支持された連続梁の固有関数って対称になるんですかね？
自分で解くと非対称になって困ってます…。

非対称の様でも結果的な運動が対称になれば良いんでない?
初期値が非対称なときだけ出てくる非対称運動とか。
ちょっと文章から確かな図が浮かばないけど…

∠∠∠∠∠∠∠
....￥￥￥￥￥
....■■■■■
こんな感じの接続?

>>941 レス感謝します！
絵で書くと
　　　━━━　━━━　━━━　━━━ ←連続梁（本当は左のように分割されておらず，つながってます）
　　　\　　　\　　　 \　　　 \ \　　←バネ（両端＆間に３本）
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ←地面
みたいな感じです。どの教科書にも固有関数は両端単純支持とかしか載ってない。。。
私的には，両端自由の剛体モード(並進)にプラスして，回転の寄与とかあって非対称の気がします。
有限要素法のソフトが使えたらいいのだけど。。。

ありゃりゃ，なんかずれてる…。梁の隙間３つにそれぞれバネが入ってます。

自由度はいくつだい?弾性運動するにしてもだ。
剛体運動なら実質バネ数削れそうだな。

>>944 固有モードの数のことですか？一応私は１０次モードぐらいまで考えてます。
バネ数削るというのはどういうことでしょうか？

原動機でより発熱量の高い燃料を使うと熱効率はどうなりますか？
この二つの関係を簡単に教えてください

>>946
それに関しては、化学板又は物理板に行って聞いてみてくださいよ。
気体分子運動と燃料の分子量に関わることですから。
ちなみに物理の教科書には気体分子の平均的な速さの表があると思いますので
そちらを参章してください。

物質　分子量　√(v^2)　　273Kのとき
H　　　2.0　　　1.8*10＾3
N　　　28　　　　0.49*10＾3
O　　　32　　　　0.46*10＾3

だそうです。

気体の内部エネルギーに関しては気体分子の平均的な速さに比例していると思います。
たしか・・・

>>947
遅くにありがとうございました。

テーパー（円錐)になってる丸棒の片持ち梁一点集中荷重の計算方法を教えてください。

参考になるサイトでも可。

>>949
補足
片持ち梁一点集中荷重のたわみの計算、です。

断面二時モーメント関与式の積分方法が知りたいのか?
微少円柱を直列に並べてると思えばいい。

ターボ冷凍機って”冷凍機”だけど、スクリューヒートポンプは暖房も出来るんですよね？
なんでターボって冷房しか出来ないんですか？

絶対圧力960hPa、温度30℃のときの空気の動粘度を教えてください。

継手に曲げと引張りの荷重かけた時に引張りのほうが応力が高くなる理由わかりませんか？

引っ張りと曲げだったら対称的な話ではじゃないので
高くなるとかそういう問題ではないと思うのですが。

こんなスレあったんか・・・
>>952
別にターボでもどっちでも出来る。暖房も冷房も製氷も

工学屋さんは熱の正体はなんだって教わるんですか？

スレ読んでてすこし、気になりました。

炎症とか免疫とか

>>957
機械屋だけど、深い質問だと思った。
この前初めて統計力学について調べたけど、
全然わかってなかったな。
「熱」は存在するモノで、どういう風に扱うかに注力していた。

実際、計算上は実体を持つ流体として扱って正答が得られますからね。
厳密には熱は仕事によらないエネルギーの移動の形態であって実体を持たない。

周りの学生に聞いても正確に理解してる人はあんまりいない･･･ような？
むしろ化学系とか物理系の学生はちゃんと理解してるんだろうか？

>>960
ちなみに貴方は、どの分野？

学部で機械いじってて、いまは計算機いじってる学生です。

計算機系だと特殊な流体扱いで通せるのか?

材力の質問していいですか？

別板で質問スレみつけました。失礼しました。

出力1200ＭＷの石炭焚き火力発電所がある。
この発電所の発電効率は39％、石炭の高発熱量は29.3J/kg とすると、
１時間あたりの石炭の消費量は何トンになるか？

この問題なんですが、解答は378t/h となっています。
私の計算では3.78×10^8 トン となります。
何度か考えても解答が間違っているのか、私が間違っているのか分かりませんでした？
ご教授のほうよろしくお願いします。

>>966
＞石炭の高発熱量は29.3J/kg

がそもそも無茶苦茶な気がする・・・
単位がMJの間違いじゃないか？

>>967
ググってみたところどうやらそのようです。
ＭＪ／ｋｇなら答えが合います！
問題のミスだと思われます。
ありがとうございました。

>>968
だよね・・・　26,7〜28,9位の間のはずだもん・・・

対数平均温度差とは、言葉で表すとどういうことでしょうか？
この値が小さければ、電熱効率がよいということですか？

ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BA%A4%E6%8F%9B%E5%99%A8
この一番下の方を見た上でのコメントでしょうか。

>>971 レスありがとうございます。逆ですか。
でも、それなら困ったことが…
熱交換器で、向流式より並流式の方が対数平均温度差が大きくなったのですが、
おかしいですよね…orz

>>972
条件によります。
どういう実験をしたのかわかりませんが、
交換熱量、熱貫流率が固定でなければありえます。
一概に言えませんし、Wikiを参考にするのも危険な可能性があります。
（過去基本的な公式が間違って記載されていた事もある。）

強制振動における応答倍率と増幅倍率って、表記が違うだけで
同じものを意味しているのでしょうか？

>>973 ありがとうございます。たしかに、交換熱量、熱貫流率は固定ではないです。

ただもうひとつお願いします。
たたの温度差の平均ではなく、対数平均温度差を用いるのは何故でしょうか？

>>975
平行流（並流）式はイメージしにくいですが、
向流式はイメージしてみるとなんとなくわかるかもしれません。
一度チャレンジしてみてください。

ヒントは入口出口の中間の温度はどうなっているか？を考えてみましょう。

多層の壁で温度が各層で違っても伝熱量は同じってことを解り易く教えてください

むしろ同じ温度になる方がおかしいだろ…
電位とか流水とかイメージしてみろと。

教えてください。

板の振動とか勉強してるんですけど、
全周固定が全周単純支持より振動数が大きいのはなぜでしょうか？
応力とか関係ありますよね？

万有引力が保存力であることの証明問題の質問です。
力Fが保存力であることを示すのにrotF=0であることを調べる、ということは教えられましたが学部1年になったばかりで外積計算なんてろくにできません。
与えられたものをもとに自分なりに考えてみたのでおかしなところを指摘してもらえればありがたいです。

F=-GMm/r^2*r/|r|=(F_x,F_y,F_z)
[ベクトル量等ちょっと表現を手抜きしてますが察して下さい･･･]
i,j,kをx,y,z方向の単位ベクトルとして
∇×F
=（∂F_z/∂y - ∂F_y/∂z）i+（∂F_x/∂z - ∂F_z/∂x）j+（∂F_y/∂x - ∂F_x/∂y）k
=GMm{（∂/∂y*(-1/r^2) - ∂/∂z*(-1/r^2)）i+（∂/∂z*(-1/r^2) - ∂/∂x*(-1/r^2)）j+（∂/∂x*(-1/r^2) - ∂/∂y*(-1/r^2)）k}
r^2=x^2+y^2+z^2であることを考慮して
∂/∂x*(-1/r^2) = -∂/∂x*(x^2+y^2+z^2)^(-1) = 2x/(x^2+y^2+z^2)^2 = 2x/r^4
∂/∂y*(-1/r^2) = -∂/∂y*(x^2+y^2+z^2)^(-1) = 2y/(x^2+y^2+z^2)^2 = 2y/r^4
∂/∂z*(-1/r^2) = -∂/∂z*(x^2+y^2+z^2)^(-1) = 2z/(x^2+y^2+z^2)^2 = 2z/r^4
∴∇×F
=2GMm/r^4*{(y-z)i+(z-x)j+(x-y)k} ･･･ここまでで詰まりました･･･

97７

各層で伝熱量が変わるように感じてしまっていたけど、よく考えたら、層でエネルギーを消費するわけではないから同じ伝熱量でいいんだ。自己解決です。

>>980
ベクトルの認識がおかしかったようです
F=-GMm/r^3*(xi+yj+zk)として計算したら解決しました

979
梁でも片持ち支持と両端回転固定支持じゃ振動数違かろ