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
開放水槽の側面にある直径 10 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 5 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 = 5 mg = 9.81 m/s²d = 10 mm
Q = L/s
3.ふつう
水が、150 mm から 40 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 330 kPa、流速は 1 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 = 150 mmd2 = 40 mmp1 = 330 kPav1 = 1 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
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 50 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 = 50 Paρ = 1.2 kg/m³
v = m/s
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 190 kPa の圧縮空気がある。水面より 3.5 m 下にある直径 25 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 190 kPa (ゲージ圧)h = 3.5 md = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
水が、75 mm から 40 mm に細くなりながら 3 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 0.5 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 = 40 mmp1 = 150 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 3 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 188.8 mm
- 2. Q = 0.7779 L/s
- 3. p2 = 231.6 kPa
- 4. v = 9.129 m/s
- 5. v = 21.18 m/s
- 6. p2 = 119.2 kPa
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