水が、直径 75 mm の管の太い部分を 0.75 m/s で流れる。体積流量 Q 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
d1 = 75 mmd2 = 40 mmv1 = 0.75 m/s
Q = L/s
2.やさしい
給水管で 41 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 3 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 41 L/sv = 3 m/s
d = mm
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 30 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 2 m 上に保たれ、流量係数は 0.61 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 2 mCd = 0.61g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
水が、75 mm から 25 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 200 kPa、流速は 0.75 m/s である。損失を無視して、細い部分の圧力 p2 を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 25 mmp1 = 200 kPav1 = 0.75 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 80 mm、のど部 40 mm)を水が流れる。入口とのど部の間に接続した水銀 U 字管マノメータの液面差は 210 mm である。流量係数は 0.98 である。流量 Q を求めよ。水は ρ = 1000 kg/m³、水銀は 13 600 kg/m³、g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 80 mmd2 = 40 mmΔh = 210 mmCd = 0.98ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 150 kPa の圧縮空気がある。水面より 1 m 下にある直径 20 mm の孔から、水が大気中に流出する。損失を無視して、次を求めよ 流量 Q。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 150 kPa (ゲージ圧)h = 1 md = 20 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. Q = 3.313 L/s
- 2. d = 131.9 mm
- 3. Q = 2.701 L/s
- 4. p2 = 177.5 kPa
- 5. Q = 9.164 L/s
- 6. Q = 5.617 L/s
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