海水(ρ = 1025 kg/m³)が内径 25 mm の管の中を 2.75 m/s で流れる。質量流量 ṁ 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
ρ = 1025 kg/m³v = 2.75 m/sd = 25 mm
ṁ = kg/s
2.やさしい
給水管で 15 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 2.5 m/s とする。必要な管の内径 d を求めよ。
Q = 15 L/sv = 2.5 m/s
d = mm
3.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 3 m 上に保たれ、流量係数は 0.6 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 40 mmh = 3 mCd = 0.6g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
入口径 300 mm、のど部径 150 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 38 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 300 mmd2 = 150 mmp1 − p2 = 38 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
水が、75 mm から 50 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 130 kPa、流速は 3 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 130 kPav1 = 3 m/sΔz = 1 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.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 2.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 4 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 流量 Q を求めよ。
d = 40 mmzC = +2.5 mz2 = −4 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. ṁ = 1.384 kg/s
- 2. d = 87.4 mm
- 3. Q = 5.785 L/s
- 4. Q = 159.1 L/s
- 5. p2 = 101.9 kPa
- 6. Q = 11.13 L/s
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。