水が、直径が 100 mm から 75 mm に細くなる管を流れる。太い部分の流速は 1.75 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 = 100 mmd2 = 75 mmv1 = 1.75 m/s
v2 = m/s
2.やさしい
給水管で 11 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。
Q = 11 L/sv = 1 m/s
d = mm
3.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 10 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 50 mmp1 − p2 = 10 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
水が、100 mm から 75 mm に細くなる水平管を流れる。太い部分の圧力は 260 kPa、流速は 2.25 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 = 75 mmp1 = 260 kPav1 = 2.25 m/sρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
5.むずかしい
密閉水槽の水面上に、ゲージ圧 150 kPa の圧縮空気がある。水面より 3.5 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 = 150 kPa (ゲージ圧)h = 3.5 md = 50 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
内径 32 mm のホースで開放水槽から水をサイホンで吸い出す。ホースの最高点 C は水面より 3 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 3 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 点 C での絶対圧力 pC を求めよ。大気圧は 101.3 kPa である。
d = 32 mmzC = +3 mz2 = −3 mg = 9.81 m/s²patm = 101.3 kPa
pC = kPa
解答
- 1. v2 = 3.111 m/s
- 2. d = 118.3 mm
- 3. Q = 9.069 L/s
- 4. p2 = 254.5 kPa
- 5. v = 19.2 m/s
- 6. pC = 42.44 kPa
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