給水管で 45 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 2.5 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 = 45 L/sv = 2.5 m/s
d = mm
2.やさしい
水が、直径 150 mm の管の太い部分を 0.5 m/s で流れる。体積流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 40 mmv1 = 0.5 m/s
Q = L/s
3.ふつう
入口径 100 mm、のど部径 60 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 42 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 100 mmd2 = 60 mmp1 − p2 = 42 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
4.ふつう
入口径 150 mm、のど部径 75 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 14 kPa 高い。損失を無視して、流量 Q を求めよ。
d1 = 150 mmd2 = 75 mmp1 − p2 = 14 kPaρ = 1000 kg/m³
Q = L/s
5.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 2.5 m 上にあり、出口(大気に開放)は水面より 3.5 m 下にある。損失を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 流量 Q を求めよ。
d = 32 mmzC = +2.5 mz2 = −3.5 mg = 9.81 m/s²
Q = L/s
6.むずかしい
水が、75 mm から 40 mm に細くなりながら 7 m 上昇する管を上向きに流れる。断面 1 での圧力は 340 kPa、流速は 0.75 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 = 75 mmd2 = 40 mmp1 = 340 kPav1 = 0.75 m/sΔz = 7 mρ = 1000 kg/m³
p2 = kPa
解答
- 1. d = 151.4 mm
- 2. Q = 8.836 L/s
- 3. Q = 27.78 L/s
- 4. Q = 24.14 L/s
- 5. Q = 6.665 L/s
- 6. p2 = 268.1 kPa
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