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 7 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。
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
h = 7 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
2.やさしい
グリセリン(ρ = 1260 kg/m³)が内径 200 mm の管の中を 4 m/s で流れる。質量流量 ṁ を求めよ。
ρ = 1260 kg/m³v = 4 m/sd = 200 mm
ṁ = kg/s
3.ふつう
大きな開放水槽から、直径 30 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 2.5 m 上に保たれ、流量係数は 0.65 である。流量 Q を求めよ。g = 9.81 m/s² とする。
d = 30 mmh = 2.5 mCd = 0.65g = 9.81 m/s²
Q = L/s
4.ふつう
水が 9 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 170 kPa である。損失を無視して、太い部分の圧力 p1 を求めよ。
Q = 9 L/sd1 = 150 mmd2 = 75 mmp2 = 170 kPaρ = 1000 kg/m³
p1 = kPa
5.むずかしい
水が、200 mm から 100 mm に細くなりながら 2 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 250 kPa、流速は 2.5 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 = 100 mmp1 = 250 kPav1 = 2.5 m/sΔz = 2 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 100 mm、ゲージ圧は 110 kPa である。ノズル出口の直径は 25 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 = 100 mmp1 = 110 kPa (ゲージ圧)d2 = 25 mmρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
H = m
解答
- 1. v = 11.72 m/s
- 2. ṁ = 158.3 kg/s
- 3. Q = 3.218 L/s
- 4. p1 = 171.9 kPa
- 5. p2 = 183.5 kPa
- 6. H = 11.26 m
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