給水管で 20 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 = 20 L/sv = 1.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径が 150 mm から 100 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 2.25 m/s である。細い部分の流速 v2 を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 2.25 m/s
v2 = m/s
3.ふつう
水が、75 mm から 50 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 270 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 = 75 mmd2 = 50 mmp1 = 270 kPav1 = 1 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
4.ふつう
水が、100 mm から 50 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 270 kPa、流速は 2.5 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 = 100 mmd2 = 50 mmp1 = 270 kPav1 = 2.5 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.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 60 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 = 60 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
6.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 250 mm、のど部 125 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 80 mm である。流量係数は 0.95 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 = 250 mmd2 = 125 mmΔh = 80 mmCd = 0.95ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
解答
- 1. d = 130.3 mm
- 2. v2 = 5.063 m/s
- 3. p2 = 268 kPa
- 4. p2 = 223.1 kPa
- 5. H = 7.027 m
- 6. Q = 53.55 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。