給水管で 42 L/s を流さなければならない。騒音と摩耗を抑えるため、平均流速は 1.5 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
解答つき連続の式とベルヌーイワークシート
1.やさしい
Q = 42 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径が 150 mm から 100 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 2.5 m/s である。細い部分の流速 v2 を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 2.5 m/s
v2 = m/s
3.ふつう
入口径 250 mm、のど部径 125 mm の水平なベンチュリ管を水が流れる。入口の圧力はのど部より 52 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 250 mmd2 = 125 mmp1 − p2 = 52 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
大きな開放水槽から、直径 40 mm の刃形オリフィスを通って水が流出する。水位はオリフィスより 4 m 上に保たれ、流量係数は 0.62 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 40 mmh = 4 mCd = 0.62g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
噴水のノズルが真上を向いている。ノズルのすぐ下で、供給管の直径は 75 mm、ゲージ圧は 50 kPa である。ノズル出口の直径は 20 mm で、ノズル前後の高さの差は無視できる。損失と空気抵抗を無視して、噴流がノズルより上に達する高さ H を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 75 mmp1 = 50 kPa (ゲージ圧)d2 = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水が、100 mm から 40 mm に細くなりながら 10 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 160 kPa、流速は 1 m/s である。損失を無視して、断面 2 での圧力 p2 を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 40 mmp1 = 160 kPav1 = 1 m/sΔz = 10 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 188.8 mm
- 2. v2 = 5.625 m/s
- 3. Q = 129.3 L/s
- 4. Q = 6.902 L/s
- 5. H = 5.123 m
- 6. p2 = 42.87 kPa
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。