水が、直径 200 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 = 200 mmd2 = 50 mmv1 = 0.75 m/s
Q = L/s
2.やさしい
開放水槽の側面にある直径 20 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 4 m 上にある。損失と噴流の縮流を無視して、流量 Q を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
h = 4 mg = 9.81 m/s²d = 20 mm
Q = L/s
3.ふつう
水道管内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 38 kPa を示す。先端での水の流速 v を求めよ。
p0 − p = 38 kPaρ = 1000 kg/m³
v = m/s
4.ふつう
入口径 200 mm、のど部径 100 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 7 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 200 mmd2 = 100 mmp1 − p2 = 7 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
内径 50 mm のホースで開放水槽から水をサイホンで吸い出す。ホースの最高点 C は水面より 0.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 3 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 点 C での絶対圧力 pC を求めよ。大気圧は 101.3 kPa である。
d = 50 mmzC = +0.5 mz2 = −3 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
6.むずかしい
水が、100 mm から 40 mm に細くなりながら 1 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 150 kPa、流速は 2.25 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 = 150 kPav1 = 2.25 m/sΔz = 1 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. Q = 23.56 L/s
- 2. Q = 2.783 L/s
- 3. v = 8.718 m/s
- 4. Q = 30.35 L/s
- 5. pC = 66.97 kPa
- 6. p2 = 43.84 kPa
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