給水管で 24 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。
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 = 24 L/sv = 2 m/s
d = mm
2.やさしい
グリセリン(ρ = 1260 kg/m³)が内径 200 mm の管の中を 1 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1260 kg/m³v = 1 m/sd = 200 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 25 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 1.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.62 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 25 mmh = 1.5 mCd = 0.62g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.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 5.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.64 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 5.5 mCd = 0.64g = 9.81 m/s²
Q = L/s
5.むずかしい
水が、150 mm から 100 mm に細くなりながら 9 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 250 kPa、流速は 2.75 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 = 100 mmp1 = 250 kPav1 = 2.75 m/sΔz = 9 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 200 mm、のど部 150 mm)を水が流れる。入口とのど部の間に接続した水銀 U 字管マノメータの液面差は 370 mm である。流量係数は 0.96 である。流量 Q を求めよ。水は ρ = 1000 kg/m³、水銀は 13 600 kg/m³、g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 200 mmd2 = 150 mmΔh = 370 mmCd = 0.96ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 123.6 mm
- 2. ṁ = 39.58 kg/s
- 3. Q = 1.651 L/s
- 4. Q = 4.699 L/s
- 5. p2 = 146.3 kPa
- 6. Q = 196.2 L/s
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