給水管で 49 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 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 = 49 L/sv = 1 m/s
d = mm
2.やさしい
給水管で 60 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 2 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 60 L/sv = 2 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 5 m 上に保たれ、流量係数は 0.65 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 5 mCd = 0.65g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
風洞内のピトー静圧管が、よどみ点圧と静圧の差として 600 Pa を示す。空気の密度は 1.2 kg/m³ である。風速 v を求めよ。
p0 − p = 600 Paρ = 1.2 kg/m³
v = m/s
5.むずかしい
内径 40 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 2 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 1.5 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 = 40 mmzC = +2 mz2 = −1.5 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
6.むずかしい
水が、150 mm から 50 mm に細くなりながら 7 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 290 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 = 150 mmd2 = 50 mmp1 = 290 kPav1 = 1 m/sΔz = 7 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 249.8 mm
- 2. d = 195.4 mm
- 3. Q = 4.551 L/s
- 4. v = 31.62 m/s
- 5. pC = 66.97 kPa
- 6. p2 = 181.3 kPa
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