開放水槽の側面にある直径 40 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 1 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。
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
h = 1 mg = 9.81 m/s²d = 40 mm
Q = L/s
2.やさしい
水が、直径 75 mm の管の太い部分を 2 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 75 mmd2 = 40 mmv1 = 2 m/s
Q = L/s
3.ふつう
入口径 150 mm、のど部径 75 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 30 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmp1 − p2 = 30 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
入口径 100 mm、のど部径 60 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 50 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 60 mmp1 − p2 = 50 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/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 1 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。 流量 Q を求めよ。
d = 40 mmzC = +1 mz2 = −3 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
水が、75 mm から 40 mm に細くなりながら 5 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 260 kPa、流速は 1.25 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 = 75 mmd2 = 40 mmp1 = 260 kPav1 = 1.25 m/sΔz = 5 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. Q = 5.566 L/s
- 2. Q = 8.836 L/s
- 3. Q = 35.34 L/s
- 4. Q = 30.31 L/s
- 5. Q = 9.641 L/s
- 6. p2 = 202.1 kPa
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