水が、直径 150 mm の管の太い部分を 3 m/s で流れる。体積流量 Q 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 = 150 mmd2 = 100 mmv1 = 3 m/s
Q = L/s
2.やさしい
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 5.5 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 = 5.5 mg = 9.81 m/s²d = 40 mm
Q = L/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 20 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 6 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 = 20 mmh = 6 mCd = 0.64g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
入口径 100 mm、のど部径 50 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 7 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 50 mmp1 − p2 = 7 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.むずかしい
水平なベンチュリ管(入口 100 mm、のど部 50 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 230 mm である。流量係数は 0.98 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 = 100 mmd2 = 50 mmΔh = 230 mmCd = 0.98ρHg = 13 600 kg/m³g = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 80 kPa の圧縮空気がある。水面より 2.5 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 噴流速度 v。 g = 9.81 m/s² とする。
pair = 80 kPa (ゲージ圧)h = 2.5 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. Q = 53.01 L/s
- 2. Q = 13.05 L/s
- 3. Q = 2.181 L/s
- 4. Q = 7.588 L/s
- 5. Q = 14.99 L/s
- 6. v = 14.46 m/s
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