給水管で 7 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 = 7 L/sv = 1 m/s
d = mm
2.やさしい
開放水槽の側面の小さな孔から水が流出する。自由表面は孔より 5 m 上にある。損失を無視して、孔での噴流速度 v を求めよ。 g = 9.81 m/s² とする。
h = 5 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
水が 17 L/s で、150 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 110 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 17 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 110 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
4.ふつう
水が 24 L/s で、150 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。細い部分の圧力は 230 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 24 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 230 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
水が、200 mm から 75 mm に細くなりながら 4 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 280 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 = 200 mmd2 = 75 mmp1 = 280 kPav1 = 0.5 m/sΔz = 4 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
6.むずかしい
噴水のノズルが真上を向いている。ノズルのすぐ下で、供給管の直径は 50 mm、ゲージ圧は 40 kPa である。ノズル出口の直径は 30 mm で、ノズル前後の高さの差は無視できる。損失と空気抵抗を無視して、噴流がノズルより上に達する高さ H を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d1 = 50 mmp1 = 40 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. d = 94.41 mm
- 2. v = 9.905 m/s
- 3. p1 = 116.9 kPa
- 4. p1 = 243.8 kPa
- 5. p2 = 234.6 kPa
- 6. H = 4.685 m
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。