水が、直径が 200 mm から 100 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 0.5 m/s である。細い部分の流速 v2 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
d1 = 200 mmd2 = 100 mmv1 = 0.5 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
開放水槽の側面にある直径 25 mm の円形の孔から水が流出する。自由表面は孔より 6 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 = 6 mg = 9.81 m/s²d = 25 mm
Q = L/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 50 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 2 m 上に保たれ、流量係数は 0.61 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 50 mmh = 2 mCd = 0.61g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
水が 5 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 140 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 5 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 140 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 130 kPa の圧縮空気がある。水面より 3 m 下にある直径 50 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 流量 Q。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 130 kPa (ゲージ圧)h = 3 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
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 110 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 = 110 kPa (ゲージ圧)d2 = 30 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. v2 = 2 m/s
- 2. Q = 5.326 L/s
- 3. Q = 7.503 L/s
- 4. p1 = 140.6 kPa
- 5. Q = 35.06 L/s
- 6. H = 12.88 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。